3D отпечатаните наномагнити разкриват света на моделите в магнитно поле

Според проучване, публикувано в"Nature Nanotechnology" на 21-ви международен екип, ръководен от лабораторията Кавендиш в университета в Кеймбридж в Обединеното кралство, използва усъвършенствана технология за 3D печат, за да създаде магнитна двойна спирала, точно като двойната спирала на ДНК. Те се усукват един друг, съчетавайки кривината, хиралността и взаимодействието на силно магнитно поле между спиралите. По този начин учените откриха, че тези магнитни двойни спирали произвеждат наномащабни топологични текстури в магнитно поле, което никога не е виждано преди, отваряйки вратата за разработването на магнитни устройства от следващо поколение.

Магнитните устройства засягат всички аспекти на обществото, включително генерирането на енергия, съхранението на данни и изчисленията. Но магнитните изчислителни устройства бързо се доближават до своите граници на свиване в двуизмерни системи. За следващото поколение компютри хората обръщат все повече и повече внимание на обръщането към триизмерните, защото не само може да се постигне по-висока плътност чрез 3D нанопроводната архитектура, но също така триизмерната геометрия може да промени магнетизма и да предостави нови функции .

Track паметта е незряла технология. Неговият принцип е да съхранява цифрови данни в стените на магнитния домейн на нанопроводниците, за да произвежда устройства за съхранение на информация с по-висока надеждност, производителност и капацитет. Но досега тази идея беше трудна за реализиране.

През последните няколко години изследователите се фокусираха върху разработването на нови методи за визуализиране на триизмерни магнитни структури и също така разработиха технология за 3D печат за магнитни материали. 3D измерването се извършва на лъчовата линия PolLux на швейцарския източник на светлина, която в момента е единствената лъчева линия, способна да осигури мека рентгенова томография. Използвайки усъвършенствана технология за рентгеново изображение, изследователите наблюдават, че 3D структурата на ДНК причинява различни текстури в намагнитването в сравнение с 2D. Сдвоените стени между магнитните домейни (области, където намагнитването сочат в една и съща посока) в съседни спирали са силно свързани и следователно деформирани. Тези стени се привличат една друга и поради 3D структурата те се въртят,"заключване" на място и образуват силни и правилни връзки, подобни на базовите двойки в ДНК.

Клеър Донъли от лабораторията Кавендиш в Кеймбридж каза:&„Не само открихме, че 3D структури водят до интересни топологични нанотекстури в намагнитването, но също така открихме нови конфигурации на наномащабни полета в разсеяни магнитни полета. Ако можем да достигнем до наномащаба Чрез контролиране на тези магнитни сили, ние сме по-близо до постигането на същата степен на контрол като в две измерения."

Изследователите казаха, че резултатите са завладяващи. Структурата на двойната спирала, подобна на ДНК, образува силни връзки между спиралите, като по този начин деформира тяхната форма, а вихърът, образуван в магнитно поле около тези връзки - топологичната структура е по-вълнуваща и ще има много перспективи за приложение.