Ученыесделалишагксозданиюмощныхустройств。использующихмагнитныйзаряд,создавпервуювисториитрехмернуюкопиюматериала,известногокакспин——лед。
Материалыспиновогольдачрезвычайнонеобычны,посколькуониобладаюттакназываемымидефектами,которыеведутсебякакодиночныйполюсмагнита。
Этиоднополюсныемагниты,такжеизвестныекакмагнитныемонополи,несуществуютвприроде;когдакаждыймагнитныйматериалразрезаетсянадвечасти,онвсегдасоздаетновыймагнитссевернымиюжнымполюсами。
Десятилетиямиученыеповсюдуискалидоказательствасуществованияестественныхмагнитныхмонополийвнадежденаконецсгруппироватьфундаментальныесилыприродывтакназываемуютеориювсего,поместиввсюфизикупододнукрышу。
Однаковпоследниегодыфизикамудалосьсоздатьискусственныеверсиимагнитногомонополяпутемсозданиядвумерныхматериаловспиновогольда。
Насегодняшнийденьэтиструктурыуспешнопродемонстрировалимагнитныймонополь,ноневозможнополучитьтужефизику、когдаматериалограниченоднойплоскостью。Действительно,именнотрехмернаягеометриярешеткиспиновогольдаявляетсяключомкеенеобычнойспособностисоздаватькрошечныеструктуры,имитирующиемагнитныемонополи。
Вновомисследовании,опубликованномсегодняв自然通讯,группаученыхизУниверситетаКардиффасоздалапервуювистории3 d -копиюматериаласпиновогольда,используясложныйти3 d -ппечатииобработки。
Командаговорит,чтотехнология3 d -печатипозволилаимадаптироватьгеометриюискусственногоспиновогольда,аэтоозначает,чтоонимогутконтролироватьспособформированияиперемещениямагнитныхмонополейвсистемах。
Поихсловам,возможностьманипулироватьмини——монопольнымимагнитамив3 dможетоткрытьцелыйрядприложений,отрасширенногокомпьютерногохранилищадосозданиясетей3 d -вычислений,которыеимитируютнейроннуюструктуручеловеческогомозга。
«Более10летученыесоздаютиизучаютискусственныйспин——ледвдвухизмерениях。Расширяятакиесистемыдотрехизмерений,мыполучаемгораздоболееточноепредставлениеофизикемонополейспиновогольдаиможемизучатьвлияниеповерхностей»,——сказалведущийавтордокторСэмЛадакизШколыфизикииастрономииУниверситетаКардиффа。
«Этопервыйслучай,когдаком,улибоудалосьсоздатьточнуютрехмернуюкопиюспиновогольдапозамыслувнаномасштабе»。
Искусственныйспин——ледбылсоздансиспользованиемсамыхсовременныхтехнологийтрехмерногонанопроизводства,вкоторыхкрошечныенанопроволокибылиуложенывчетыреслояврешетчатойструктуре,котораясамапосебебыламеньшеширинычеловеческоговолоса。
Затембылиспользованспециальныйтипмикроскопии,известныйкакмагнитно——силоваямикроскопия,которыйчувствителенкмагнетизму,длявизуализациимагнитныхзарядов,присутствующихвустройстве,чтопозволилокомандеотслеживатьдвижениеоднополюсныхмагнитовпотрехмернойструктуре。
«Нашаработаважна,посколькуонапоказывает,чтотехнологиинаноразмерной3 d -печатиможноиспользоватьдляимитацииматериалов,которыеобычносинтезируютсяспомощьюхимии»,——продолжилдокторЛадак。
«Вконечномсчете,этаработаможетпредоставитьсредствадляпроизводствановыхмагнитныхметаматериалов,вкоторыхсвойстваматериаланастраиваютсяпутемуправлениятрехмернойгеометриейискусственнойрешетки。
«Магнитныезапоминающиеустройства,такиекакжесткиедискиилимагнитныезапоминающиеустройстваспроизвольнымдоступом,——этоещеоднаобласть,накоторуюможетоказатьогромноевлияниеэтотпрорыв。Посколькусовременныеустройстваиспользуюттолькодваизтрехдоступныхизмерений,этоограничиваетобъеминформаци,икоторуюможносохранить。Посколькумонополиможноперемещатьпотрехмернойрешеткеспомощьюмагнитногополя,можносоздатьнастоящийтрехмерныйнакопительнаосновемагнитногозаряда。”
Время публикации: 28 мая 2021