மெல்லிய இரும்புப் படலங்களில் லேசர்-தூண்டிய காந்தநீக்கம் வலுவாகக் காணப்பட்டது

மிக மெல்லிய இரும்பு லேசர் துடிப்புகளுக்கு அதிகமாகப் பதிலளிக்கிறது

University of Duisburg-Essen மற்றும் Helmholtz-Zentrum Berlin ஆய்வாளர்கள், இரும்புப் படலத்தின் தடிமனைக் குறைப்பது லேசர் தூண்டுதலுக்குப் பிறகு காந்த ஒழுங்கு அதிவேகமாக இழக்கப்படுவதை கணிசமாக அதிகரிக்கக்கூடும் என்று கண்டறிந்துள்ளனர். இந்த ஆய்வு அதிவேக காந்தநீக்கம் எனப்படும் செயல்முறையை ஆராய்கிறது. இதில் குறுகிய லேசர் துடிப்பு, மிகக் குறுகிய கால அளவில் ஒரு பொருளின் காந்தத்தன்மையைச் சீர்குலைக்கிறது.

காந்தப் பொருட்கள் ஹார்ட்-டிஸ்க் சேமிப்பகத்தின் மையத்தில் இருப்பதால் இந்த முடிவு குறிப்பிடத்தக்கது. அந்த அமைப்புகளில் தகவல் மிகச் சிறிய காந்தப் பகுதிகளின் திசையால் பிரதிநிதித்துவப்படுத்தப்படுகிறது. ஒளி அடிப்படையிலான அணுகுமுறைகள் எதிர்காலத்தில் காந்த நிலைகளை வேகமாகக் கட்டுப்படுத்த உதவுமா என்பதை ஆய்வாளர்கள் ஆராய்ந்து வருகின்றனர்; இரும்பு எவ்வாறு பதிலளிக்கிறது என்பதில் படலத் தடிமன் முக்கிய காரணியாக இருப்பதை இந்த புதிய ஆய்வு காட்டுகிறது.

மிக மெல்லிய படலங்களில் 75% வலுவான விளைவு

லேசர் தூண்டுதலின் தீவிரத்தை ஒரே மாதிரியாக வைத்துக்கொண்டு, வெவ்வேறு தடிமன்களைக் கொண்ட இரும்பு அடுக்குகளை குழு ஒப்பிட்டது. 2 நானோமீட்டர் தடிமனில், 16 நானோமீட்டர் அடுக்குடன் ஒப்பிடும்போது இரும்பு சுமார் 75% அதிகமான காந்தநீக்கத்தைக் காட்டியது.

இரண்டு நானோமீட்டர் என்பது ஒரு மில்லிமீட்டரின் இரு மில்லியனிலொரு பங்கு. எனவே, பொருளின் மிகப் பெரிய பகுதியை இடைமுகங்கள் உருவாக்கும் அளவில் நடத்தையை அளக்கும் முடிவாக இது அமைகிறது. ஆய்வாளர்கள் தங்கள் கண்டுபிடிப்புகளை Advanced Science இதழில் தெரிவித்தனர்; பதிலை ஆராய அதிவேக எலக்ட்ரான் விலகலைப் பயன்படுத்தினர்.

இந்த விளைவு மெல்லிய படலம் ஒளியை வேறுபட்ட முறையில் உறிஞ்சுவதால் மட்டுமே ஏற்பட்டதாகவும், அணு ஜாலகத்தின் அதிர்வுகளில் உள்ள வேறுபாடுகளால் ஏற்பட்டதாகவும் கூற முடியாது. மாறாக, இந்த மாற்றத்தைப் பொருளின் காந்தப் பண்புகளுடன் ஆய்வாளர்கள் இணைத்தனர்.

இடைமுகங்கள் ஏன் முக்கியம்

இரும்பின் காந்தத்தன்மை எலக்ட்ரான் சுழற்சிகளைச் சார்ந்தது: பொருளுக்கு அதன் காந்த ஒழுங்கை வழங்கும் கூட்டு சீரமைப்பு இதுவாகும். மிக மெல்லிய படலத்தில், அந்தச் சுழற்சிகளில் அதிகமானவை பொருளின் ஆழத்தில் இருப்பதைவிட இடைமுகங்களுக்கு அருகில் அமைந்துள்ளன.

ஒரு இடைமுகத்தில், ஒரு சுழற்சியுடன் காந்தமாக தொடர்புகொள்ளும் அண்டைச் சுழற்சிகள் குறைவாக இருக்கும். இந்தக் குறைந்த உள்ளூர் சூழல், கூட்டு ஒழுங்கை லேசர் துடிப்பு சீர்குலைப்பதை எளிதாக்குகிறது. மெல்லிய படலங்களில் இடைமுகத்துடன் தொடர்புடைய சுழற்சிகளின் விகிதம் அதிகரிக்கும்போது, ஒட்டுமொத்த காந்தப் பதில் சீர்குலைவுக்கு அதிகம் ஆளாகிறது.

படலத் தடிமன் அதிவேக காந்தநீக்கத்தைப் பாதிக்கக்கூடும் என்று ஆய்வாளர்கள் ஏற்கெனவே சந்தேகித்திருந்தனர். கவனிக்கப்பட்ட வேறுபாட்டின் அளவையும் அதன் அடிப்படை விளக்கத்தையும் புதிய ஆய்வு வலியுறுத்துகிறது: மிக மெல்லிய அடுக்குகளில் சுழற்சிகளின் மாறிய காந்தச் சூழலுடன் வலுவான பதில் தொடர்புடையது.

இந்த முடிவு எதை நிறுவுகிறது—எதை நிறுவவில்லை

இந்த ஆய்வு புதிய வணிகச் சேமிப்பு சாதனத்தை விவரிக்கவில்லை; மெல்லிய படலங்கள் மட்டும் தயாரான அதிவேக நினைவகத் தொழில்நுட்பத்தை உருவாக்கும் என்றும் காட்டவில்லை. பரிசோதிக்கப்பட்ட ஒளியியல் தூண்டுதலின் கீழ் இரும்பு அடுக்குகள் எவ்வாறு பதிலளிக்கின்றன என்பது குறித்த பொருள்-நிலை கண்டுபிடிப்பை மட்டுமே இது வழங்குகிறது.

இந்த வேறுபாடு முக்கியமானது. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பரிசோதனையிலிருந்து நடைமுறை காந்தச் சேமிப்பகத்துக்குச் செல்ல சாதன வடிவமைப்புகள், எழுதுதல் மற்றும் வாசித்தல் முறைகள், நிலைத்தன்மை, ஆற்றல் பயன்பாடு, ஏற்கெனவே உள்ள தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவற்றில் கூடுதல் பணிகள் தேவைப்படும். இருப்பினும், வேகமான ஒளியியல் கட்டுப்பாட்டுக்கான காந்தக் கட்டமைப்புகளை வடிவமைக்கும் போது கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய தெளிவான மாறியை இந்த முடிவு வழங்குகிறது.

குழுவின் மையப் பாடம் நேரடியானது: குறிப்பிடப்பட்ட லேசர் தூண்டுதல் தீவிரத்தை அதிகரிக்காமல், இரும்பு அடுக்கைச் சுருக்குவது லேசர்-தூண்டிய காந்தநீக்கத்தை கணிசமாகச் செயல்திறன் மிக்கதாக்கும். அதிக சக்திவாய்ந்த ஒளியியல் துடிப்புகளை மட்டுமே சாராமல், நானோஅளவுக் கட்டமைப்பின் மூலம் காந்தப் பதில்களைச் சரிசெய்ய விரும்பும் பொறியாளர்களுக்கு இந்தத் தொடர்பு பயனுள்ளதாக இருக்கலாம்.

வேகமான காந்தக் கட்டுப்பாட்டை நோக்கிய பாதை

நவீன தரவு உள்கட்டமைப்பு சேமிக்கப்பட்ட தகவலின் மிகப்பெரிய அளவுகளைச் சார்ந்துள்ளது; பெரிய தரவு மையங்களில் காந்தச் சேமிப்பு இன்னும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. வழக்கமான அணுகுமுறைகளுடன் தொடர்புடைய கால அளவுகளைவிடக் குறுகிய கால அளவுகளில் காந்த ஒழுங்கை மாற்றும் வாய்ப்பே அதிவேக காந்தத்தன்மை குறித்த ஆராய்ச்சிக்கு உந்துதலாக உள்ளது.

இந்த முயற்சியில் நானோஅளவுப் பொறியியல் ஏன் முக்கியமாக இருக்கலாம் என்பதற்கான இயற்பியல் காரணத்தை இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள் வழங்குகின்றன. தடிமனை மாற்றுவதன் மூலம், ஆய்வாளர்கள் உட்புறச் சுழற்சிகளுக்கும் இடைமுகச் சுழற்சிகளுக்கும் இடையிலான சமநிலையையும் மாற்றுகின்றனர். இந்தப் பரிசோதனையில், அந்த மாற்றம் லேசர் துடிப்பால் தூண்டப்படும் காந்த ஒழுங்கு இழப்புக்கு இரும்பை அதிகம் ஆளாக்கியது.

இந்த விளைவு பல்வேறு பொருட்கள், இடைமுகங்கள் மற்றும் சாதனத்துக்குப் பொருத்தமான கட்டமைப்புகளில் எவ்வளவு பரவலாகப் பொருந்துகிறது என்பதைத் தீர்மானிக்க எதிர்கால ஆய்வுகள் தேவைப்படும். இருப்பினும், இரும்புப் படலங்களில் காணப்பட்ட இந்தக் கவனிப்பு ஒரு தெளிவான அளவுகோலை வழங்குகிறது: பரிசோதிக்கப்பட்ட மிகக் குறைந்த தடிமனில், அதே தூண்டுதல் நிலைகளின் கீழ் காந்தநீக்கப் பதில் தடிமனான ஒப்பீட்டு அடுக்கை விட சுமார் முக்கால் பங்கு வலுவாக இருந்தது.

இந்தக் கட்டுரை Phys.org-ன் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.