นักวิจัยสร้างโครงสร้างแม่เหล็กที่แปลกใหม่ด้วยแสงเลเซอร์

นักวิจัยสร้างโครงสร้างแม่เหล็กที่แปลกใหม่ด้วยแสงเลเซอร์

เครดิต: Claudio Verdozzi

การวิจัยที่มหาวิทยาลัยลุนด์ในสวีเดนได้ค้นพบวิธีใหม่ในการสร้างอนุภาคแม่เหล็กขนาดนาโนโดยใช้พัลส์แสงเลเซอร์ที่เร็วมาก การค้นพบนี้สามารถปูทางสำหรับส่วนประกอบทางเทคนิคใหม่ที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากขึ้น และกลายเป็นประโยชน์ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมแห่งอนาคต

skyrmions แม่เหล็กบางครั้งอธิบายว่าเป็นกระแสน้ำวนแม่เหล็ก ซึ่งแตกต่างจากสถานะเฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งเกิดขึ้นในแม่เหล็กทั่วไป เช่น เข็มทิศและแม่เหล็กติดตู้เย็น—สถานะ skyrmion ค่อนข้างแปลก: การวางแนวของการสะกดจิตไม่ได้ชี้ไปในทิศทางเดียวกันทุกที่ในวัสดุ แต่อธิบายได้ดีที่สุดว่าเป็นการหมุนวน แม่เหล็ก

Skyrmions เป็นที่สนใจของทั้งการวิจัยขั้นพื้นฐานและอุตสาหกรรม เนื่องจากสามารถใช้เพื่อสร้างหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น อย่างไรก็ตาม พูดง่ายกว่าทำ การใช้ skyrmions เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคต้องใช้วิธีการเขียน ลบ และจัดการอนุภาคอย่างมีประสิทธิภาพในระยะเวลาอันสั้น และมีความแม่นยำเชิงพื้นที่สูง

ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน npj วัสดุการคำนวณนักวิจัย Claudio Verdozzi จาก Lund University และ Emil Viñas Boström และ Angel Rubio จาก Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter ในฮัมบูร์กได้ค้นพบแนวทางใหม่

Claudio Verdozzi นักวิจัยฟิสิกส์จาก Lund University กล่าวว่า “ในการศึกษาของเรา เราได้แสดงให้เห็นในทางทฤษฎีแล้วว่าจะเป็นไปตามข้อกำหนดข้อใดข้อหนึ่งได้อย่างไร นั่นคือวิธีสร้างสกายร์เมียนแม่เหล็กในสเกลเวลาอันสั้นโดยใช้พัลส์ของแสงเลเซอร์ .

ทีมวิจัยได้ระบุกลไกด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่อธิบายโปรโตคอลการทดลองที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการสร้าง skyrmions แปลก ๆ การใช้พัลส์เลเซอร์ femtosecond ซึ่งเป็นพัลส์แสงที่กินเวลาหนึ่งในล้านของหนึ่งพันล้านวินาที นักวิจัยพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะสร้าง skyrmions ที่เร็วมาก

Claudio Verdozzi กล่าวว่า “ผลลัพธ์ของเรามีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับการสร้างส่วนประกอบทางเทคนิคที่ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าแสงสามารถใช้เพื่อจัดการกับการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กเฉพาะจุดในระยะเวลาอันสั้น” Claudio Verdozzi กล่าว

มีแอปพลิเคชั่นจำนวนมากที่การค้นพบครั้งใหม่นี้นำไปสู่ ​​รวมถึงเทคโนโลยีควอนตัม ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ใช้คุณสมบัติทางกลของควอนตัมเพื่อแก้ปัญหาการคำนวณขั้นสูงที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมไม่สามารถรับมือได้ การกระตุ้นด้วยแม่เหล็ก เช่น สกายร์เมียนและสิ่งที่เรียกว่าคลื่นหมุน เชื่อกันว่าสามารถช่วยลดการใช้พลังงานในส่วนประกอบทางเทคโนโลยี และสามารถช่วยให้บรรลุเป้าหมายด้านสภาพอากาศในอนาคต

Claudio Verdozzi สรุปว่า “Skyrmions ได้รับความสนใจจากการวิจัยทั้งเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองด้วยศักยภาพทางเทคโนโลยี นอกจากนี้ รูปแบบแม่เหล็กที่แปลกใหม่ยังมีเสน่ห์ดึงดูดทั้งทางแนวคิดและทางคณิตศาสตร์ที่ทำให้พวกเขาน่าสนใจมาก” Claudio Verdozzi กล่าวสรุป


การจัดการแบบบูรณาการที่กำหนดของ skyrmion แม่เหล็กที่ทำได้ในอุปกรณ์ที่มีโครงสร้างนาโน


ข้อมูลมากกว่านี้:
Emil Viñas Boström et al, ทฤษฎีกล้องจุลทรรศน์ของการกระตุ้น skyrmion ที่เหนี่ยวนำด้วยแสงอย่างรวดเร็วในฟิล์มโลหะทรานซิชัน npj วัสดุการคำนวณ (2022). ดอย: 10.1038/s41524-022-00735-5

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยลุนด์

การอ้างอิง: นักวิจัยสร้างโครงสร้างแม่เหล็กที่แปลกใหม่ด้วยแสงเลเซอร์ (2022, 25 เมษายน) ดึงข้อมูลเมื่อ 27 เมษายน 2565 จาก https://phys.org/news/2022-04-exotic-magnetic-laser.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*