محققان آلمانی موفق به تولید یک ماده نانومغناطیس جدید شدند، این کار با استفاده از یک میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی با اسپین پلاریزه شده انجام می شود. مغناطیس این ماده جدید می‌تواند اشکال مختلفی داشته و همچنین ویژگی‌های مغناطیسی آن قابل اندازه‌گیری است.
ساخت مواد مغناطیسی جدید با چیدمان اتم به اتم
محققان آلمانی موفق به تولید یک ماده نانومغناطیس جدید شدند، این کار با
استفاده از یک میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی با اسپین پلاریزه شده انجام می
شود. مغناطیس این ماده جدید می‌تواند اشکال مختلفی داشته و همچنین
ویژگی‌های مغناطیسی آن قابل اندازه‌گیری است.
جین ویب از دانشگاه هامبورگ عضو این تیم تحقیقاتی می‌گوید این روشی که ما
استفاده کردیم بسیار شبیه بازی لگوی کودکان است. واحدهای سازنده ساختاری که
ما تولید کردیم روی سطح مس بسیار تمیز قرار می‌گیرد، هر یک از این واحدها
همانند سوزن یک قطب‌نما عمل کرده و به‌سمت بالا یا پایین جهت‌گیری می‌کند.
نردبان‌های
نانومارپیچی راستگرد و چپگرد دارای تفاوت بارزی در برهم‌کنش با نوری با قطبش دایروی
هستند.
این تیم با رهبری رولاند وایسندانگر، از میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی با اسپین پلاریزه
شده برای تولید این ساختار مغناطیسی استفاده کردند. این میکروسکوپ قادر است با دقت
بسیار بالایی روی اتم‌های آهن قرار گیرد. با پایین آمدن نوک این میکروسکوپ می‌توان
اتم‌های آهن را به جاهای دیگر منتقل کرد.
ویب می‌گوید با این کار می‌توان مواد مغناطیسی مختلفی تولید کرد که اشکال متنوعی
داشته باشد، برای مثال می‌توان ساختارهای مثلثی، زنجیری و سه گانه ایجاد کرد. علاوه
براین با استفاده از نوک‌های مغناطیسی می‌توان مقدار خاصیت مغناطیسی را در هر یک از
این ساختارها اندازه‌گیری کرد.
این تیم تحقیقاتی نتایج آزمایشات خود را با اطلاعات به‌دست آمده از محاسبات نظری
مقایسه کردند که نتایج نشان داد که در میدان‌های مغناطیسی پایین، منحنی مغناطیسی
شدن ساختار زنجیری که با استفاده از این روش ساخته شده با اطلاعات نظری مغایرت
دارد. اما در میدان‌های مغناطیسی بالا این داده‌ها با هم مطابقت کامل دارند.
ویب می‌گوید منحنی‌های به‌دست آمده در میدان‌های مغناطیسی پایین که هم‌خوانی با
داده‌های نظری ندارد به این نکته اشاره دارد که باید مقداری میدان مغناطیسی اضافی
در جهت مخالف به سیستم اعمال کرد یا باید ممنتوم مغناطیسی مازادی را به‌صورت
آنتی‌فرومغناطیسی به انتهای زنجیره اتم‌ها اعمال نمود.
منشاء این میدان مغناطیسی مازاد هنوز برای محققان مشخص نیست اما آنچه که مشخص است
این میدان تنها برای ساختارهای زنجیره‌ای وجود داشته و در نانوساختارهای متراکم
نظیر نانوساختارهای سه گانه و گُلی شکل دیده نمی‌شود.
پژوهشگران معتقدند اگر این روش برای ساختارهای بزرگتر به‌کار گرفته شود می‌توان به
سوالی بنیادین در مغناطیس پاسخ داد که این سوال سیالات اسپینی بوده که دارای
حالت‌های مغناطیسی ویژه‌ای در مواد حالت جامد هستند.
نتایج این تحقیق در نشریه Nature Physics به چاپ رسیده است.
