Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nhóm các nhà nghiên cứu đa quốc gia đã tiết lộ các trạng thái từ tính của gyroid nano, cấu trúc nano giống như mạng chuler 3D. Các phát hiện bổ sung một hệ thống ứng cử viên mới để nghiên cứu xử lý thông tin độc đáo và các hiện tượng nổi bật liên quan đến điện tử học.
Một nhóm các nhà nghiên cứu đa quốc gia từ Đại học Tohoku và các tổ chức ở Anh, Đức và Thụy Sĩ đã tiết lộ các trạng thái từ tính của gyroid nano, cấu trúc nano giống như mạng lưới 3D. Các phát hiện bổ sung một hệ thống ứng cử viên mới để nghiên cứu xử lý thông tin độc đáo và các hiện tượng nổi bật liên quan đến điện tử học.
Mảng cấu trúc nano tương tác cung cấp khả năng nhận ra các tính chất vật liệu chưa từng có, vì các tương tác có thể làm phát sinh các hiện tượng “mới nổi”. Trong từ tính, các hiện tượng nổi lên như vậy cho đến nay chỉ được chứng minh bằng 2D, trong các spin spin nhân tạo và tinh thể phóng đại. Tuy nhiên, tiến trình thực hiện “siêu vật liệu” từ tính có thể tạo thành nền tảng của các thiết bị spintronic tiên tiến bằng cách hiển thị các hiệu ứng nổi bật trong 3D đã bị cản trở bởi hai trở ngại. Đầu tiên là nhu cầu chế tạo các khối xây dựng 3D phức tạp ở kích thước nhỏ hơn 100nm (tương đương với chiều dài từ tính nội tại) và thứ hai là thách thức trong việc hình dung cấu hình từ tính của chúng.
Do đó, nhóm nghiên cứu đã quyết định nghiên cứu các con quay từ tính có kích thước nano, các mạng 3D gồm 3 đỉnh được kết nối được xác định bởi bộ ba thanh chống giống như dây nano (Hình 1). Gyroids đã thu hút nhiều sự quan tâm, vì mặc dù phức tạp, chúng có thể tự lắp ráp từ một tổ hợp polyme được chế tạo cẩn thận, có thể được sử dụng làm khuôn 3D hoặc khuôn mẫu để tạo thành cấu trúc nano đứng tự do (Hình 2). Khi các thanh chống kết nối với nhau để tạo thành các hình xoắn ốc, gyroid có “độ thuận” hoặc độ chụm và hình dạng của chúng làm cho các hệ thống từ tính lý tưởng để kiểm tra dự đoán các tính chất từ mới xuất hiện từ độ cong. Các phép đo tính chất quang học của gyroids thậm chí còn cho thấy rằng gyroid có thể có các đặc tính tôpô cùng với các hiệu ứng choper hiện đang là chủ đề của nghiên cứu mạnh mẽ để phát triển các loại thiết bị spintronic mới.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra Ni 75 Fe 25cấu trúc đơn gyroid và double-gyroid (được hình thành từ một cặp cấu trúc nano của các cấu trúc đơn gyroid) với các thanh chống có đường kính 11nm và một tế bào đơn vị 42nm, thông qua việc tạo khuôn và đồng hóa khối. Các kích thước này có thể so sánh với chiều rộng tường miền và bước sóng sóng spin trong Ni-Fe. Sau đó, họ chụp ảnh các hạt nano gyroid bằng hình ba chiều điện tử ngoài trục có thể ánh xạ các từ trường và các mẫu từ trường đi lạc trong và xung quanh các thanh chống của gyroid với độ phân giải không gian nanomet. Phân tích các mẫu với sự trợ giúp của mô phỏng micrô phần tử hữu hạn cho thấy trạng thái từ tính rất phức tạp, có tính sắt từ tổng thể nhưng không có cấu hình cân bằng duy nhất (Hình 3), ngụ ý rằng một con quay từ tính có thể sử dụng một số lượng lớn trạng thái ổn định.
Justin Llandro, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Những phát hiện này thiết lập các con quay từ tính như một ứng cử viên quan tâm cho các ứng dụng như điện toán hồ chứa và logic sóng spin. Nghiên cứu thực hiện bước đầu tiên thú vị đối với siêu vật liệu từ tính nano 3D có thể được sử dụng để khám phá mới hiệu ứng nổi bật và thúc đẩy cả nghiên cứu điện tử học cơ bản và ứng dụng. “
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tohoku . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :