3D-prinditud nanomagnetid paljastavad mustrite maailma magnetväljas

Vastavalt uuringule, mis avaldati"Nature Nanotechnology" 21. päeval kasutas Ühendkuningriigis Cambridge'i ülikooli Cavendishi laboratooriumi juhitud rahvusvaheline töörühm täiustatud 3D-printimise tehnoloogiat, et luua magnetiline kaksikheeliksit, täpselt nagu DNA kaksikheeliksit. Nad keerutavad üksteist, ühendades spiraalide vahelise kumeruse, kiraalsuse ja tugeva magnetvälja vastasmõju. Teadlased on seega avastanud, et need magnetilised topeltheeliksid toodavad magnetväljas nanomõõtmelisi topoloogilisi tekstuure, mida pole kunagi varem nähtud, avades ukse järgmise põlvkonna magnetseadmete väljatöötamiseks.

Magnetseadmed mõjutavad kõiki ühiskonna aspekte, sealhulgas energia tootmist, andmete salvestamist ja andmetöötlust. Kuid magnetilised arvutusseadmed lähenevad kahemõõtmelistes süsteemides kiiresti oma kahanemispiirile. Järgmise põlvkonna andmetöötluse puhul pööravad inimesed üha rohkem tähelepanu kolmemõõtmelisusele, sest 3D-nanojuhtme arhitektuuriga ei ole võimalik saavutada mitte ainult suuremat tihedust, vaid ka kolmemõõtmeline geomeetria võib muuta magnetismi ja pakkuda uusi funktsioone. .

Rajamälu on ebaküps tehnoloogia. Selle põhimõte on salvestada digitaalseid andmeid nanojuhtmete magnetpiirkonna seintesse, et toota suurema töökindluse, jõudluse ja võimsusega teabesalvestusseadmeid. Kuid siiani on seda ideed olnud raske teostada.

Viimastel aastatel on teadlased keskendunud uute meetodite väljatöötamisele kolmemõõtmeliste magnetstruktuuride visualiseerimiseks ning on välja töötanud ka 3D-printimise tehnoloogia magnetiliste materjalide jaoks. 3D-mõõtmine teostatakse Šveitsi valgusallika PolLux valgusvihul, mis on hetkel ainus valgusvihu, mis suudab pakkuda pehmet röntgentomograafiat. Täiustatud röntgenpilditehnoloogia abil täheldasid teadlased, et 3D DNA struktuur põhjustab magnetiseerimisel erinevaid tekstuure võrreldes 2D-ga. Kõrvuti asetsevate spiraalide magnetdomeenide vahelised paarisseinad (piirkonnad, kus magnetiseerimine on suunatud samasse suunda) on tugevalt seotud ja seetõttu deformeerunud. Need seinad tõmbavad üksteist ja 3D struktuuri tõttu pöörlevad,"lock" paika ja moodustavad tugevaid ja korrapäraseid sidemeid, mis on sarnased DNA aluspaaridega.

Claire Donnelly Cambridge'i Cavendishi laborist ütles:"Me mitte ainult ei avastanud, et 3D-struktuurid viivad magnetiseerimisel huvitavate topoloogiliste nanotekstuurideni, vaid avastasime ka uued nanomõõtmelised väljakonfiguratsioonid hulkuvates magnetväljades. Kui suudame jõuda nanomõõtmeteni. Neid magnetjõude kontrollides oleme lähemal sama kontrollitaseme saavutamisele kui kahes mõõtmes."

Teadlaste sõnul on tulemused põnevad. DNA-ga sarnane kaksikheeliksi struktuur moodustab heeliksite vahel tugevaid sidemeid, muutes seeläbi nende kuju ja nende sidemete ümber magnetväljas moodustuv keeris - topoloogiline struktuur on põnevam ja sellel on palju rakendusvõimalusi.