Forscher der University of New Hampshire haben Magnetfelder in drei Dimensionen kartiert, ein wichtiger Schritt zur Lösung dessen, was sie die „große Herausforderung“ nennen, die 3D-Magnetkonfiguration in magnetischen Materialien aufzudecken. Die Arbeit hat Auswirkungen auf die Verbesserung der diagnostischen Bildgebung und Kapazität in Speichergeräten.
„Die Nummer drei stellt wirklich einen Durchbruch auf diesem Gebiet dar“, sagte Jiadong Zang, außerordentlicher Professor für Physik. „Unser Gehirn ist ein dreidimensionales Objekt. Es ist ironisch, dass alle unsere Geräte zweidimensional sind. Sie sind im Vergleich zu unserem Gehirn leistungsschwach.“
Die Studie, die kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturmaterialien, liefert die Ergebnisse von drei Jahren leistungsstarker numerischer Simulationen, bei denen eine dreidimensionale Struktur einer 100-Nanometer-Magnettetraederprobe unter Verwendung von nur drei Projektionswinkeln von Elektronenstrahlen abgebildet wurde. Als Beispiel verweist Zang auf die medizinische Bildgebung durch Computertomographie oder CT-Scans. Anstatt mehrere Röntgenstrahlen zu senden, um Gewebe im Körper abzubilden, könnten die gleichen Bilder mit nur drei Strahlen erzeugt werden.
Die Verringerung der Elektronenstrahlbelastung bei der schnellen dreidimensionalen magnetischen Bildgebung ist eine mögliche Anwendung für diese gemeinsame Forschung. Die Ergebnisse der Forscher haben auch Auswirkungen auf die Verbesserung der Speicherkapazität von Magnetspeichergeräten, die derzeit Schaltkreise auf zweidimensionalen Platten abscheiden, die sich der maximalen Dichte nähern.
Die von dieser Forschung angebotene Methode wird ein nützliches Werkzeug sein, um dreidimensionale Magnetkreise zu erkennen und zu charakterisieren.
Kodai Niitsu et al, Geometrisch stabilisierter skyrmionischer Wirbel in tetraedrischen FeGe-Nanopartikeln, Naturmaterialien (2022). DOI: 10.1038/s41563-021-01186-x