هيكل نانو يغير المغناطيسية

تؤثر التغييرات المغناطيسية على المقياس الذري على الخواص المغناطيسية للمادة بأكملها

ورقة مموجة نانو في مخطط ثلاثي الأبعاد: تعود خواص المواد المتغيرة إلى الذرات عند الحواف (الخضراء) والزوايا (الأزرق) © FZD
قراءة بصوت عال

يمكن أن تتأثر الخصائص المغناطيسية للمواد انتقائيًا بنيات النانو على السطح. يسمح هذا التأثير الملحوظ الأول بفهم أعمق للمواد المغناطيسية ويمكن أن يسمح بتطوير أجهزة استشعار جديدة. تم نشر نتائج الباحثين الألمان في مجلة Physical Review B - Rapid Communications.

يحاول العلماء في جميع أنحاء العالم تغيير الخصائص المغناطيسية للمواد بحيث يمكن تكييفها على النحو الأمثل لتطبيقات محددة. على سبيل المثال ، في صناعة السيارات ، هناك حاجة إلى مواد لأجهزة استشعار الزاوية ، والتي تتمتع بمستوى عالٍ من المغنطة. تقيس هذه المستشعرات المواضع الزاوية وتستخدم للتحكم في الصمامات وعجلة القيادة. هنا ، يمكن أن تساعد النتائج الجديدة في تطوير أجهزة استشعار أكثر قوة وأكثر دقة. كل مادة لها خصائصها الخاصة. على سبيل المثال ، تعتبر خاصية توصيل الكهرباء نموذجية من النحاس ولكنها ليست من الخشب أو البلاستيك. لا يمكن تغيير خصائص المواد هذه إلا في حدود معينة بشكل طبيعي.

المغناطيسية على المستوى الذري

لأول مرة ، تمكن العلماء في Forschungszentrum Dresden-Rossendorf من إظهار أن التغيرات في أسطح المواد على المقياس الذري يمكن أن يكون لها تأثير أساسي على الخواص المغناطيسية للمادة بأكملها. اكتشف يورغن فاسبندر وستيفان فاكسكو أن الهياكل النانوية الخاصة على السطح لها تأثير حاسم على الخواص المغناطيسية للمادة بأكملها. لأول مرة ، كانوا قادرين على تغيير المغناطيسية على المستوى الذري ، وبالتالي خارج الحدود الطبيعية.

يتعامل ستيفان فاسكو مع عمليات لإنتاج هياكل سطحية جديدة على المواد. بمساعدة شعاع أيوني - هذه ذرات مشحونة بسرعة - تخلق بنية تشبه الموجة على سطح السيليكون. في الخطوة الثانية ، يتم تطبيق طبقة رقيقة من المواد المغناطيسية على هذا السطح المعالج. هذه الطبقة تأخذ على هيكل يشبه موجة من سطح السيليكون. والنتيجة هي نوع من الحديد المموج النانو الذي تكون وديانه وجباله صغيرة. فقط 2 نانومتر عالية هي الهياكل التي تم إنشاؤها.

قام الفيزيائي يورغن فاسبندر بفحص هذه الطبقات السطحية لمعرفة خصائصها المغناطيسية. في المقال المنشور مؤخرًا في مجلة Physical Review B - Rapid Communications ، يصف الاعتماد غير العادي للخصائص المغناطيسية في المادة الجديدة. تشير البيانات المقاسة إلى وجود اتجاه تفضيلي موازٍ لفافات شماعات الورقة المموجة النانوية. وهذا يعني أن عكس اتجاه مغنطة أمر صعب. مثل هذا الاستقرار العالي للمغنطة هو ، على سبيل المثال ، خاصية مرغوبة للغاية لأجهزة استشعار الزاوية. عرض

(idw - مركز الأبحاث درسدن - روسيندورف فولت ، 27.06.2007 - AHE)