ที่มีโครงสร้างคล้ายกระแสน้ำวน แสดงสัญญาว่าจะเป็นบิตเก็บข้อมูลสำหรับหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ลอจิกรุ่นต่อไป แต่การติดตามการเคลื่อนไหวของพวกมันไม่ใช่เรื่องง่าย นักวิจัยที่ในญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการติดตามพวกมันโดยใช้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งเป็นการพัฒนาที่ทำให้อุปกรณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงที่มีพื้นฐานมาจาก เข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นไปอีกขั้น
อาจถูก
มองว่าเป็นปม 2 มิติ (หรือ “พื้นผิวหมุน”) ในวัสดุที่โมเมนต์แม่เหล็กหมุน 360° ภายในระนาบ พวกมันมีอยู่ในหลายโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิล์มบางที่เป็นแม่เหล็กและหลายชั้น และมีขนาดเล็กมาก วัดขนาดได้เพียงแค่สิบนาโนเมตรเท่านั้น เนื่องจาก มีขนาดเล็กกว่าโดเมนแม่เหล็กที่ใช้ในดิสก์ไดร์ฟ
สมัยใหม่ และยังทนทานต่อสิ่งรบกวนภายนอก จึงถือเป็นองค์ประกอบหลักในอุดมคติสำหรับเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กในอนาคต เช่น ความทรงจำ “สนามแข่ง” ในอุปกรณ์เหล่านี้ กระแสสปิน (ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีสปินตรงข้ามซึ่งเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม) จะถูกใช้เพื่อ “ผลัก”
โดเมนแม่เหล็กผ่านหัวอ่าน/เขียนแม่เหล็ก skyrmion สามารถแทนที่โดเมนแม่เหล็กและทำหน้าที่เป็นผู้ให้บริการข้อมูลแทน (a “1” ในระบบเลขฐานสองของ 1s และ 0s) อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียตรงที่เป็นการยากที่จะวัด skyrmions โดยไม่ใช้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ นี่เป็นเพราะขนาดที่เล็ก
ซึ่งทำให้ตกผลึกในโครงตาข่ายหกเหลี่ยมที่บรรจุแน่นและมีพลังซึ่งยากต่อการขยับเขยื่อน การใช้ ในการทดลอง ทีมนักวิจัยได้ศึกษาฟิล์มบางวัสดุนี้เป็นแม่เหล็ก แต่ไม่ใช่ในความรู้สึกเฟอร์โรแมกเนติกตามปกติของการมีโมเมนต์แม่เหล็กทั้งหมดภายในแต่ละโดเมนเรียงตัวในทิศทางเดียวกัน
แทนที่จะเป็นแม่เหล็กแบบเฮลิแมกเนติก หมายความว่าโมเมนต์แม่เหล็กภายในโดเมนถูกจัดเรียงในรูปแบบเกลียวหรือขดลวด รูปแบบที่ผิดปกติเหล่านี้ทำให้ง่ายต่อการควบคุม ในแม่เหล็ก เนื่องจากโมเมนต์แม่เหล็กเป็นไปตามรูปแบบก้นหอย และเพื่อนร่วมงานเริ่มต้นด้วยการสลักรอยบากรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส
ในฟิล์ม
ของพวกเขาเพื่อสร้างกระแสหมุนรอบมุมของรอยบาก ในการสร้างและลบ เดี่ยวและกลุ่ม ในภาพยนตร์ นักวิจัยใช้พัลส์ของกระแสไฟฟ้าในทิศทางเดียวก่อนโดยเทียบกับฟิล์มที่มีรอยบาก จากนั้นในทิศทางตรงกันข้าม จากนั้นบันทึกผลลัพธ์โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน
พวกเขาพบจุดหนึ่งในวัสดุที่สามารถแยก แต่ละอัน (วัดขนาดเพียง 80 นาโนเมตร) และบันทึกว่าพวกมันเคลื่อนที่อย่างไรตามกระบวนการที่รู้จัก เช่น โทโพโลยีฮอลล์ ผล. ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปตามแผ่นวัสดุตัวนำแบบบางในขณะที่สนามแม่เหล็กถูกป้อนในแนวตั้งฉากกับพื้นผิว
“ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าสามารถจัดการและติดตาม แต่ละตัว (ซึ่งมี vortices จำนวนหนึ่งและเคลื่อนย้ายได้ยาก) โดยใช้กระแสไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ”“การตรวจจับดังกล่าวเป็นขั้นตอนสำคัญต่อแอปพลิเคชันในโลกแห่งความเป็นจริงที่อิงตามอนุภาคเหล่านี้ เนื่องจากมันจะสอดคล้องกับขั้นตอน
การอ่าน
ในอุปกรณ์ลอจิกที่ใช้” สมาชิกในทีมซึ่งรายงานผลงานของพวกเขากล่าวว่าพวกเขากำลังพัฒนาระบบสองชั้นของฟิล์ม FeGe ที่สามารถโฮสต์ รวมกันได้ ซึ่งอาจตรวจจับได้ง่ายกว่า “เรายังกระตือรือร้นที่จะติดตาม ในโครงสร้างแบบหนึ่งมิติ เช่น เส้นลวดนาโน (ซึ่งจะเลียนแบบโครงสร้างสนามแข่ง)
ให้มีความกว้างประมาณ 1 ไมครอน โดยมีความถี่มากกว่าเรโซแนนซ์ในอะตอมเล็กน้อย ภายในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงของเลเซอร์นี้ อะตอมจะทำปฏิกิริยากับมัน กล่าวว่า “อะตอมไม่สามารถตามทัน แกว่งออกจากเฟสของสนาม และจบลงด้วยสถานะที่มีพลังงานสูงกว่า” กล่าว
ซึ่งหมายความว่าเลเซอร์สีน้ำเงินทำหน้าที่เป็นศักยภาพในการขับไล่ กว้างประมาณ 1.3 ไมครอน ซึ่งอะตอมเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์สามารถทะลุผ่านได้ เพื่อลดการเคลื่อนที่ของความร้อนแบบสุ่ม นักวิจัยทำให้ระบบเย็นลงจนถึงอุณหภูมิประมาณ 1 nK ที่อุณหภูมิห้อง” กล่าว “ความท้าทายในที่นี้
คือการผลิตชิ้นส่วนนาโนและการออกแบบอุปกรณ์” กระแสไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ กระแสไฟฟ้าที่นักวิจัยใช้เพื่อสร้างและเคลื่อน ใน FeGe นั้นอ่อนมาก ประมาณ 10 9 A /m 2ซึ่งต่ำกว่าที่จำเป็นสำหรับฮาร์ดไดรฟ์ผนังโดเมนแม่เหล็กแบบดั้งเดิมถึงพันเท่าการลดเวลาในการขุดอุโมงค์เป็นเรื่องของการวัดว่า
มุมการหมุนของอะตอมในกับดักเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อพวกมันออกจากกับดัก ด้วยวิธีนี้ กล่าวว่า “เรากำลังตรวจสอบเวลาที่อยู่อาศัยของอะตอมที่ส่งผ่านในสิ่งกีดขวาง” พวกเขาพบว่าประมาณ 0.62 มิลลิวินาที”นี่เป็นการทดลองที่น่าทึ่ง” “ดีเป็นพิเศษเพราะปริมาณ [เวลาขุดอุโมงค์] ที่วัดได้กำหนดไว้ชัดเจน”
“การค้นพบนี้อาจมีผลในทางปฏิบัติสำหรับอุปกรณ์การขุดอุโมงค์ เนื่องจากเวลาที่วัดได้ดูเหมือนจะสอดคล้องกับเวลาที่อิเล็กตรอนใช้จริงภายในสิ่งกีดขวาง” เสริมว่าเทคนิคนี้สามารถเปิดเผยบางอย่างเกี่ยวกับเส้นทางการเคลื่อนที่ภายในสิ่งกีดขวางได้ “เราหวังว่าในอนาคตจะจำกัดสนามแม่เหล็ก
ที่มีประสิทธิผลของเราให้อยู่ในบริเวณที่เล็กกว่าสิ่งกีดขวาง” เขากล่าว “เพื่อที่ว่าเมื่อเราดูการหมุนรอบสุดท้าย เราไม่ได้วัดว่าอะตอมใช้เวลาเท่าไรในที่ที่ไม่ได้กำหนดไว้ ในแนวกั้น แต่ในภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่งโดยเฉพาะ” ตามคำอธิบายทางทฤษฎี เขากล่าวว่า มันดูเหมือนกับว่าอนุภาค
การกระจายปริมาณรังสี 3 มิติเต็มรูปแบบโดยใช้สิ่งนี้เพื่อกำหนดแหล่งกำเนิดแรงดันเริ่มต้น สร้างแบบจำลองการแพร่กระจายคลื่นอะคูสติก จากนั้นสร้างภาพใหม่ “การเปรียบเทียบโปรไฟล์ปริมาณรังสีที่ระดับความลึกต่างๆ กับผลลัพธ์ที่วัดด้วยฟิล์มของเราแสดงให้เห็นข้อตกลงที่ยอมรับได้ระหว่างผลลัพธ์
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
