Rekonstrukce magnetické struktury ve 3D. Credit: Claire Donnelly, Cambridge University, Cavendish Laboratory

Magnetická tornáda poprvé zaznamenána a vizualizována ve 3D

Magnony, skyrmiony, spintronika – paměti a možná i procesory nové generace budou nejspíš založeny na ovládání magnetických vlastností namísto elektrického náboje. Přitom ale teprve nyní přišli vědci s technikou, která umožňuje přímo pozorovat komplexní chování magnetických materiálů včetně různých extrémně rychlých „vln“ a „tornád“, a to včetně těch, které fungují v opravdu nanoměřítku.
Celé tvrzení si zaslouží menší vysvětlení. Třeba magnony a skyrmiony už známe, jenže z velmi zjednodušených situací na tenkých filmech, de facto ve 2D (poznámka PH: což také nemusí vadit, součástky pro elektroniku, senzory apod. mohou být rovněž prakticky ve 2D). Na University of Cambridge, University of Glasgow, ETH Zurich a švýcarském Paul Scherrer Institute nyní vyvinuli jako novou zobrazovací metodu magnetickou laminografii s časovým rozlišením (time-resolved magnetic laminography), která umožňuje sledovat a potenciálně ovládat magnetické jevy (změny magnetizace) také ve 3D.
Ve 3 rozměrech je modelování magnetizace velmi složité, vznikající vzory jsou komplikované a mění se velmi rychle a často na malém měřítku. Základní jednotky magnetizace, magnetické domény a související struktury, mívají velikosti v desítkách a stovkách nanometrů a na vnější magnetické pole nebo elektrický proud reagují v miliardtinách sekundy.
Magnetická laminografie s časovým rozlišením využívá rentgenové záření (synchrotronové, tj. vznikající v urychlovačích elektronů, synchrotronech). To dokáže snímat magnetický stav ve 3D s dostatečným rozlišením (prostorovým kolem 70 pikosekund a časovým kolem 50 nanometrů). Výsledkem interakce je – po použití speciálního rekonstrukčního algoritmu – sedminidenzionální datový soubor (tři rozměry polohy bodu, tři rozměry pro směr orientace magnetického pole v daném bodu, jeden rozměr pro čas). Po vizualizaci dat vědci spatřili něco, co vypadalo jako víry, vlny a tornáda nanočástic ukazující, jak magnetický materiál reaguje na změnu vnějšího magnetického pole. Jak už bylo řečeno, podobné jevy šlo dosud pozorovat prakticky pouze ve 2 rozměrech.
Nová technika byla prozatím použita pro studium konvenčních magnetů, ale s jejím využitím by mělo být možné i ladit výrobu magnetů nových typů, např. nanomagnetů tištěných 3D tiskem.

Time-resolved imaging of three-dimensional nanoscale magnetization dynamics, Nature Nanotechnology (2020). DOI: 10.1038/s41565-020-0649-x , https://nature.com/articles/s41565-020-0649-x
Zdroj: University of Cambridge/Eurekalert.org

Objevili velké vymírání v karnu, které umožnilo nástup dinosaurů

I když druhohory někdy označujeme jako věk dinosaurů, nástup této skupiny nastal až na konci …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close