Удача у дослідницькій галузі магнетизму - новини з фізики
Генеалогічне дерево Чумацького Шляху
Повністю інтегрований контроль наноалмазів
Трохи ближче до сонця
Відстані від зірок
Що змушує зірки світити
Вулиця з одностороннім рухом для електронів
У новому підрахуванні знайдені сотні примірників "Ньюсона" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)
Наша Сонячна система сформувалася менш ніж за 200 000 років
Здоровий для Марса
Удача у дослідницькій галузі магнетизму
Новини фізики від 21 квітня 2020 року електродинаміка
Німецько-китайська дослідницька група виявила новий ефект, завдяки якому вперше вдалося створити крихітні магнітні структури, так звані скірміони, безпосередньо за допомогою рентгенівського променя. В результаті вчені відкрили можливість писати будь-які магнітні візерунки з найвищою точністю.
За допомогою м'якого рентгенівського випромінювання німецькі дослідники з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка (MPI-IS) у Штутгарті разом із китайськими дослідниками з Академії наук Китаю вперше змогли створити окремі скраміони в магнітному шарі. У численних експериментах вони показали, що м'який пучок рентгенівських променів діаметром менше 50 нанометрів може створити магнітний вихор у 100 нанометрів - найменший можливий розмір. Випадковість, бо до цього часу жоден вчений у світі не знав, що така взаємодія між світлом і речовиною існує. Дослідницька робота "Створення неболюдів із нульовим полем у багатошарових обмінних напрямках за допомогою рентгенівського висвітлення" була опублікована в лютому у відомому журналі Nature Communications. Залучені MPI-IS, Китайська академія наук, Лабораторія матеріалів озера Суншань в Гуандуні та Університет Ланьчжоу.
Яо Гуан, Юлія Бикова, Ічжоу Лю, Гоцян Ю, Еберхард Герінг, Маркус Вейганд, Йоахім Грефе, Се Квон Кім, Юнвей Чжан, Хонг Чжан, Чженгрен Ян, Кайхуа Ван, Цзяфен Фен, Сяо Ван, Ченьян Го, Хунсюн Peng, Yaroslav Tserkovnyak, Xiufeng Han & Gisela Schütz Створення нульових польових скірміонів в обмінно-упереджених багатошарових за допомогою рентгенівського висвітлення Nature Communications том 11, Номер статті: 949 (2020)
"Ми не знаємо, як світло пише матерію", - каже доктор. Йоахім Грефе, керівник дослідницької групи «Наномагноніка та динаміка намагнічування» в MPI-IS. Він є одним з провідних авторів дослідження. «Ми можемо описати певні властивості феноменологічно. Ми знаємо, що це пов’язано з рентгеном. Це не просто введення енергії, як тепло, що пише skyrmion. Це насправді резонансний ефект: ми можемо безпосередньо збудити атоми, які відповідають за магнетизм ". Тому він та його команда змогли написати" MPI-IS ", як це видно на малюнку (див. Ілюстрацію).
Скірміони - це 100 нанометрові невеликі тривимірні структури, які зустрічаються в магнітних матеріалах. Вони схожі на маленькі котушки: атомні елементарні магніти - так звані спіни, які розташовані в замкнутих вихрових структурах. Скайрміони топологічно захищені, тобто H. незмінні за своєю формою і тому розглядаються як енергоефективні пристрої зберігання даних.
Відкриття абсолютно нового ефекту - це удача, одна з яких вчені лише кілька переживають протягом своєї кар’єри, можливо, ніколи. "Це один із найбільш захоплюючих проектів Skyrmion, який ми реалізували за останні роки", - продовжує Грефе. «Ми відкрили новий ефект - абсолютно несподіваний і дивовижний для нас». Завдяки дослідницькій роботі, практично кожен тепер може писати різні схеми Skyrmion в магнітних шарах за допомогою рентгенівського променя. Це відкриє кілька абсолютно нових галузей досліджень. Вміння точно писати магнітні структури відкриває абсолютно нові можливості.
Результати особливо актуальні для розробки та виготовлення так званих спінтронічних носіїв даних, які зберігають інформацію у скірміонах. Вони вважаються дуже енергоефективними та менш схильними до відмов. Але лише якщо Скірміону можна створити точно і точно - а це стало можливим вперше - цей розвиток може взяти свій шлях. "Наша мета полягає в тому, щоб рентгенівські промені в майбутньому служили інструментом для визначення або запису розташування магнітних структур".
Скануючий трансмісійний рентгенівський мікроскоп MAXYMUS
Щоб зробити Skyrmion видимим, дослідники використовують растровий просвічуючий рентгенівський мікроскоп: MAXYMUS, рентгенівський мікроскоп з високою роздільною здатністю вагою 1,8 тонни, розташований у BESSY II, 80-метровому джерелі синхротронного випромінювання в Центрі Гельмгольца в Берліні в Адлерсхофі. MAXYMUS розшифровується як "МАГНІТНИЙ рентгенівський мікро- та UHV-спектроскоп".
Мікроскоп схожий на камеру: у сповільнених плівках він відстежує, як структура матеріалів змінюється до розміру всього в кілька нанометрів. Особливістю цього скануючого рентгенівського мікроскопа є його широкий спектр застосування - те, що приваблює багатьох провідних світових дослідників. Заявок на дослідження Maxymus набагато більше, ніж достатньо. Це свідчить про те, наскільки привабливо працювати з мікроскопом, каже Грефе. Також чудово, що багато спільних проектів стали можливими з Maxymus.