ננומגנטים מודפסים בתלת מימד חושפים את עולם הדפוסים בשדה מגנטי

על פי מחקר שפורסם ב-& quot;Nature Nanotechnology" ב-21, צוות בינלאומי בראשות מעבדת Cavendish באוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה השתמש בטכנולוגיית הדפסה תלת מימדית מתקדמת כדי ליצור סליל כפול מגנטי, בדיוק כמו הסליל הכפול של ה-DNA. הם מסובבים זה את זה, משלבים את העקמומיות, הכיריאליות ואינטראקציה חזקה של שדה מגנטי בין הספירלות. מדענים גילו אפוא שהסלילים הכפולים המגנטיים הללו מייצרים מרקמים טופולוגיים בקנה מידה ננו בשדה מגנטי, שמעולם לא נראה בעבר, ופותחים את הדלת לפיתוח מכשירים מגנטיים מהדור הבא.

מכשירים מגנטיים משפיעים על כל ההיבטים של החברה, כולל הפקת אנרגיה, אחסון נתונים ומחשוב. אבל מכשירי מחשוב מגנטי מתקרבים במהירות לגבולות ההתכווצות שלהם במערכות דו-ממדיות. עבור הדור הבא של מחשוב, אנשים מקדישים יותר ויותר תשומת לב לפנות לתלת מימד, מכיוון שלא רק ניתן להשיג צפיפות גבוהה יותר באמצעות ארכיטקטורת ננו-חוטים תלת מימדיים, אלא גם הגיאומטריה התלת מימדית יכולה לשנות את המגנטיות ולספק פונקציות חדשות .

זיכרון מסלול הוא טכנולוגיה לא בשלה. העיקרון שלו הוא לאחסן נתונים דיגיטליים בקירות התחום המגנטי של ננו-חוטים כדי לייצר התקני אחסון מידע בעלי אמינות, ביצועים וקיבולת גבוהים יותר. אבל עד עכשיו, הרעיון הזה היה קשה למימוש.

בשנים האחרונות התמקדו החוקרים בפיתוח שיטות חדשות להמחשת מבנים מגנטיים תלת מימדיים וכן פיתחו טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית לחומרים מגנטיים. המדידה התלת מימדית מבוצעת על קו הקרן PolLux של מקור האור השוויצרי, שהוא כיום קו הקרן היחיד המסוגל לספק טומוגרפיה רכה של קרני רנטגן. באמצעות טכנולוגיית הדמיית רנטגן מתקדמת, הבחינו החוקרים כי מבנה ה-DNA התלת-ממדי גורם למרקמים שונים במגנטיזציה בהשוואה ל-2D. הקירות המזווגים בין התחומים המגנטיים (אזורים שבהם המגנטיזציה כולם מצביעים לאותו כיוון) בספירלות סמוכות מקושרים מאוד ולכן מעוותים. קירות אלו מושכים זה את זה, ובשל המבנה התלת מימדי הם מסתובבים,"נעול" למקומם ויוצרים קשרים חזקים וקבועים, בדומה לזוגות בסיסים ב-DNA.

קלייר דונלי ממעבדת קוונדיש בקיימברידג' אמרה:"לא רק שמצאנו שמבנים תלת-ממדיים מובילים לננו-טקסטורות טופולוגיות מעניינות במגנטיזציה, אלא גם גילינו תצורות שדות חדשות בקנה מידה ננו-שדות בשדות מגנטיים תועים. אם נוכל להגיע לסקאלה הננומית על ידי שליטה בכוחות המגנטיים הללו, אנו קרובים יותר להשגת אותה דרגת שליטה כמו בשני מימדים."

החוקרים אמרו שהתוצאות מרתקות. מבנה הסליל הכפול הדומה ל-DNA יוצר קשרים חזקים בין הסלילים, ובכך מעוות את צורתם, והמערבולת שנוצרת בשדה מגנטי סביב הקשרים הללו - המבנה הטופולוגי מרגש יותר, ויהיו לו אפשרויות יישומים רבות.