Los nanoimanes impresos en 3D revelan el mundo de los patrones en un campo magnético

Según un estudio publicado en" Nature Nanotechnology" El día 21, un equipo internacional dirigido por el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido utilizó tecnología de impresión 3D avanzada para crear una doble hélice magnética, como la doble hélice del ADN. Se retuercen entre sí, combinando la curvatura, la quiralidad y la fuerte interacción del campo magnético entre las espirales. Así, los científicos han descubierto que estas dobles hélices magnéticas producen texturas topológicas a nanoescala en un campo magnético, nunca antes visto, abriendo la puerta al desarrollo de dispositivos magnéticos de próxima generación.

Los dispositivos magnéticos afectan todos los aspectos de la sociedad, incluida la generación de energía, el almacenamiento de datos y la informática. Pero los dispositivos de computación magnética se están acercando rápidamente a sus límites cada vez más reducidos en sistemas bidimensionales. Para la próxima generación de computación, la gente está prestando cada vez más atención al cambio a lo tridimensional, porque no solo se puede lograr una mayor densidad a través de la arquitectura de nanocables 3D, sino que también la geometría tridimensional puede cambiar el magnetismo y proporcionar nuevas funciones. .

La memoria de seguimiento es una tecnología inmadura. Su principio es almacenar datos digitales en las paredes del dominio magnético de los nanocables para producir dispositivos de almacenamiento de información con mayor confiabilidad, rendimiento y capacidad. Pero hasta ahora, esta idea ha sido difícil de realizar.

En los últimos años, los investigadores se han centrado en desarrollar nuevos métodos para visualizar estructuras magnéticas tridimensionales y también han desarrollado una tecnología de impresión 3D para materiales magnéticos. La medición 3D se realiza en la línea de luz PolLux de la fuente de luz suiza, que actualmente es la única línea de luz capaz de proporcionar una tomografía de rayos X suave. Usando tecnología avanzada de imágenes de rayos X, los investigadores observaron que la estructura del ADN en 3D causa diferentes texturas en la magnetización en comparación con el 2D. Las paredes emparejadas entre los dominios magnéticos (regiones donde la magnetización apuntan en la misma dirección) en espirales adyacentes están muy acopladas y, por lo tanto, deformadas. Estas paredes se atraen entre sí y, debido a la estructura 3D, giran," bloquean" en su lugar y forman enlaces fuertes y regulares, similares a los pares de bases en el ADN.

Claire Donnelly del Laboratorio Cavendish en Cambridge dijo:" No solo encontramos que las estructuras 3D conducen a interesantes nanotexturas topológicas en magnetización, sino que también descubrimos nuevas configuraciones de campo a nanoescala en campos magnéticos dispersos. Si podemos alcanzar la nanoescala controlando estas fuerzas magnéticas, estaremos más cerca de lograr el mismo grado de control que en dos dimensiones."

Los investigadores dijeron que los resultados son fascinantes. La estructura de doble hélice similar al ADN forma enlaces fuertes entre las hélices, deformando así su forma, y ​​el vórtice se formó en un campo magnético alrededor de estos enlaces: la estructura topológica es más emocionante y tendrá muchas perspectivas de aplicación.