Късмет в изследователската област на магнетизма - новини от физиката

Родословно дърво на Млечния път

изследователската

Напълно интегриран контрол на нанодиамантите

Малко по-близо до слънцето

Разстояния от звезди

Какво кара звездите да блестят

Еднопосочна улица за електрони

Стотици копия на Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica намерени при ново преброяване

Слънчевата ни система се формира за по-малко от 200 000 години

Здравословно за Марс

Късмет в изследователската област на магнетизма

Новини за физиката от 21.04.2020 г. електродинамика

Германско-китайски изследователски екип откри нов ефект, с който за пръв път беше възможно директно с рентгенов лъч да се създадат най-малките магнитни структури, така наречените скирмиони. По този начин учените отвориха възможността да пишат всякакви магнитни шарки с най-висока точност.

С помощта на меки рентгенови лъчи немски изследователи от Института за интелигентни системи Макс Планк (MPI-IS) в Щутгарт, заедно с китайски изследователи от Китайската академия на науките, за първи път успяха да създадат отделни скирмиони в магнитен слой. В многобройни експерименти те показаха, че сглобеният мек рентгенов лъч с диаметър по-малък от 50 нанометра може да създаде магнитен вихър от 100 нанометра - възможно най-малкия размер. Случайност, тъй като до този момент нито един учен в света не е знаел, че това взаимодействие между светлината и материята съществува. Изследователската работа „Създаване на skyrmions с нулеви полета в многослойни с обмен на тенденция чрез рентгеново осветление“ беше публикувана през февруари в известното списание Nature Communications. Включени са MPI-IS, Китайската академия на науките, Лабораторията за материали на езерото Суншан в Гуангдонг и Университетът в Ланджоу.

Яо Гуанг, Юлия Бикова, Иджоу Лю, Гуокианг Ю, Еберхард Геринг, Маркус Вайганд, Йоахим Графе, Се Квон Ким, Юнвей Джанг, Хонг Жанг, Женгрен Ян, Кайхуа Ван, Джиафън Фън, Сяо Ван, Ченян Гуо, Хонгсян Уо, Хонгсян Уо Peng, Yaroslav Tserkovnyak, Xiufeng Han & Gisela Schütz Създаване на skyrmions с нулево поле в обменни пристрастни многослоеве чрез рентгеново осветление Nature Communications том 11, Артикулен номер: 949 (2020)

„Не знаем как светлината пише материя“, казва д-р. Йоахим Грефе, ръководител на изследователската група „Наномагноника и динамика на намагнитването“ в MPI-IS. Той е един от водещите автори на изследването. „Можем да опишем феноменологично определени свойства. Знаем, че това е свързано с рентгена. Не само влагането на енергия като топлина пише Skyrmion. Това наистина е резонансен ефект: можем директно да възбудим атомите, които са отговорни за магнетизма. “Така той и неговият екип успяха да напишат„ MPI-IS “, както се вижда на снимка (вижте илюстрацията).

Skyrmions са 100 нанометрови малки триизмерни структури, които се срещат в магнитни материали. Те приличат на малки намотки: атомни елементарни магнити - т. Нар. Спинове - които са разположени в затворени вихрови структури. Skyrmions са топологично защитени, т.е. H. неизменни по своята форма и поради това се считат за енергийно ефективни устройства за съхранение на данни.

Откриването на напълно нов ефект е късмет, един от които учените изживяват само няколко в хода на кариерата си, може би никога. „Това е един от най-вълнуващите проекти на Skyrmion, които сме реализирали през последните няколко години,“ продължава Gräfe. „Открихме нов ефект - напълно неочакван и изненадващ за нас.“ Благодарение на изследователската работа на практика всеки вече може да напише различни аранжименти на skyrmion в магнитни слоеве с рентгенова снимка. Това ще отвори няколко напълно нови области на изследване. Възможността за прецизно писане на магнитни структури отваря напълно нови възможности.

Резултатите са особено важни за разработването и производството на така наречените спинтронови носители на данни, които съхраняват информация в небето. Те се считат за много енергийно ефективни и по-малко склонни към отказ. Но само ако Skyrmione може да бъде създаден точно и точно - и това вече стана възможно за първи път - това развитие може да поеме по своя път. „Нашата цел е в бъдеще рентгеновите лъчи да служат като инструмент за определяне или записване на разположението на магнитните структури.“

Сканиращ трансмисионен рентгенов микроскоп MAXYMUS

За да направят Skyrmion видим, изследователите използват рентгенов микроскоп за растерно предаване: MAXYMUS, рентгенов микроскоп с висока разделителна способност с тегло 1,8 тона, разположен в BESSY II, 80-метров източник на синхротронно излъчване в Helmholtz Center Berlin в Adlershof. MAXYMUS означава „MAGnetic X-raY Micro- и UHV спектроскоп“.

Микроскопът е като камера: при бавни филми той проследява как структурата в материалите се променя до размер от само няколко нанометра. Специалното при този сканиращ рентгенов микроскоп е неговият широк спектър от приложения - нещо, което привлича много от водещите световни изследователи. Има много повече приложения за изследвания на Maxymus, отколкото капацитетът позволява. Това показва колко привлекателно е да се работи с микроскоп, казва Грефе. Също така е чудесно, че Maxymus прави възможно много съвместни проекти.