3D-gedruckte Nanomagnete enthüllen die Welt der Muster in einem Magnetfeld

Laut einer in"Nature Nanotechnology" Am 21. hat ein internationales Team unter der Leitung des Cavendish Laboratory der University of Cambridge im Vereinigten Königreich eine fortschrittliche 3D-Drucktechnologie verwendet, um eine magnetische Doppelhelix zu erzeugen, genau wie die Doppelhelix der DNA. Sie verdrehen sich gegenseitig und kombinieren die Krümmung, Chiralität und starke Magnetfeldwechselwirkung zwischen den Spiralen. Wissenschaftler haben somit entdeckt, dass diese magnetischen Doppelhelixe nanoskalige topologische Texturen in einem noch nie dagewesenen Magnetfeld erzeugen und damit die Tür für die Entwicklung magnetischer Geräte der nächsten Generation öffnen.

Magnetische Geräte beeinflussen alle Aspekte der Gesellschaft, einschließlich Energieerzeugung, Datenspeicherung und Computer. Aber magnetische Computergeräte stoßen in zweidimensionalen Systemen schnell an ihre schrumpfenden Grenzen. Für die nächste Generation des Computings wenden sich die Menschen immer mehr der Dreidimensionalität zu, da durch die 3D-Nanodraht-Architektur nicht nur eine höhere Dichte erreicht werden kann, sondern auch die dreidimensionale Geometrie den Magnetismus verändern und neue Funktionen bereitstellen kann .

Track-Speicher ist eine unausgereifte Technologie. Sein Prinzip besteht darin, digitale Daten in den magnetischen Domänenwänden von Nanodrähten zu speichern, um Informationsspeichergeräte mit höherer Zuverlässigkeit, Leistung und Kapazität herzustellen. Aber bis jetzt war diese Idee schwer zu verwirklichen.

Forscher haben sich in den letzten Jahren auf die Entwicklung neuer Verfahren zur Visualisierung dreidimensionaler magnetischer Strukturen konzentriert und auch eine 3D-Drucktechnologie für magnetische Materialien entwickelt. Die 3D-Messung erfolgt an der PolLux-Beamline der Schweizer Lichtquelle, die derzeit als einzige Beamline in der Lage ist, weiche Röntgentomographie durchzuführen. Mit fortschrittlicher Röntgen-Bildgebungstechnologie beobachteten die Forscher, dass die 3D-DNA-Struktur im Vergleich zu 2D unterschiedliche Texturen in der Magnetisierung verursacht. Die gepaarten Wände zwischen den magnetischen Domänen (Bereiche, in denen die Magnetisierung alle in die gleiche Richtung zeigt) in benachbarten Spiralen sind stark gekoppelt und daher verformt. Diese Wände ziehen sich an und drehen sich aufgrund der 3D-Struktur,"lock" an Ort und Stelle und bilden starke und regelmäßige Bindungen, ähnlich wie Basenpaare in der DNA.

Claire Donnelly vom Cavendish Laboratory in Cambridge sagte:"Wir haben nicht nur festgestellt, dass 3D-Strukturen zu interessanten topologischen Nanotexturen bei der Magnetisierung führen, sondern wir haben auch neue nanoskalige Feldkonfigurationen in magnetischen Streufeldern entdeckt. Wenn wir die Nanoskala erreichen können Durch die Kontrolle dieser magnetischen Kräfte sind wir näher daran, den gleichen Grad an Kontrolle zu erreichen wie in zwei Dimensionen.&Zitat;

Die Forscher sagten, die Ergebnisse seien faszinierend. Die DNA-ähnliche Doppelhelix-Struktur bildet starke Bindungen zwischen den Helices und verformt so ihre Form und den Wirbel, der sich in einem Magnetfeld um diese Bindungen bildet – die topologische Struktur ist spannender und wird viele Anwendungsperspektiven haben.