Els nanoimants impresos en 3D revelen el món dels patrons en un camp magnètic

Segons un estudi publicat a"Nature Nanotechnology" el dia 21, un equip internacional liderat pel Laboratori Cavendish de la Universitat de Cambridge al Regne Unit va utilitzar una tecnologia avançada d'impressió 3D per crear una doble hèlix magnètica, igual que la doble hèlix de l'ADN. Es retorcen entre si, combinant la curvatura, la quiralitat i la forta interacció del camp magnètic entre les espirals. Així, els científics han descobert que aquestes dobles hèlixs magnètiques produeixen textures topològiques a nanoescala en un camp magnètic, que mai s'havia vist abans, obrint la porta al desenvolupament de dispositius magnètics de nova generació.

Els dispositius magnètics afecten tots els aspectes de la societat, inclosa la generació d'energia, l'emmagatzematge de dades i la informàtica. Però els dispositius informàtics magnètics s'estan apropant ràpidament als seus límits de reducció en sistemes bidimensionals. Per a la propera generació d'informàtica, la gent està prestant cada cop més atenció a la tridimensionalitat, perquè no només es pot aconseguir una densitat més alta mitjançant l'arquitectura de nanofils 3D, sinó que també la geometria tridimensional pot canviar el magnetisme i proporcionar noves funcions. .

La memòria de seguiment és una tecnologia immadura. El seu principi és emmagatzemar dades digitals a les parets del domini magnètic dels nanofils per produir dispositius d'emmagatzematge d'informació amb més fiabilitat, rendiment i capacitat. Però fins ara, aquesta idea ha estat difícil de fer realitat.

En els últims anys, els investigadors s'han centrat a desenvolupar nous mètodes per visualitzar estructures magnètiques tridimensionals i també han desenvolupat una tecnologia d'impressió 3D per a materials magnètics. La mesura en 3D es realitza a la línia de llum PolLux de la font de llum suïssa, que actualment és l'única línia de llum capaç de proporcionar una tomografia de raigs X suau. Utilitzant una tecnologia avançada d'imatge de raigs X, els investigadors van observar que l'estructura de l'ADN 3D provoca diferents textures en la magnetització en comparació amb la 2D. Les parets aparellades entre els dominis magnètics (regions on la magnetització apunten totes en la mateixa direcció) en espirals adjacents estan molt acoblades i, per tant, deformades. Aquestes parets s'atrauen, i a causa de l'estructura 3D, giren,"bloqueig" al seu lloc i formen enllaços forts i regulars, similars als parells de bases de l'ADN.

Claire Donnelly, del Laboratori Cavendish de Cambridge, va dir:"No només vam trobar que les estructures 3D condueixen a nanotextures topològiques interessants en la magnetització, sinó que també vam descobrir noves configuracions de camps a nanoescala en camps magnètics perduts. Si podem arribar a la nanoescala Controlant aquestes forces magnètiques, estem més a prop d'aconseguir el mateix grau de control que en dues dimensions."

Els investigadors van dir que els resultats són fascinants. L'estructura de doble hèlix similar a l'ADN forma enllaços forts entre les hèlixs, deformant així la seva forma, i el vòrtex format en un camp magnètic al voltant d'aquests enllaços; l'estructura topològica és més emocionant i tindrà moltes perspectives d'aplicació.