Инновационные микроструктуры в форме цветов, разработанные из никель-железного сплава, способны значительно концентрировать и усиливать локальные магнитные поля. Исследовательская группа под руководством доктора Анны Палау из Института материаловедения Барселоны (ICMAB) создала эти уникальные магнитные метаматериалы, которые открывают новые возможности для сенсорных технологий и научных исследований.
Ключевая особенность этих «микроцветов» заключается в их способности усиливать магнитные поля путем изменения геометрии и количества «лепестков». Структура представляет собой цветок с лепестками из металлических полосок, изготовленных из ферромагнитного никель-железного сплава. Исследователи могут настраивать различные параметры, включая внутренний и внешний радиусы, количество лепестков и их ширину, что позволяет точно контролировать эффект усиления.
Механизм работы этих микроструктур основан на концентрации внешних линий магнитного поля в центре «цветка». Благодаря этому свойству, микроцветы способны увеличить чувствительность магниторезистивных датчиков более чем на два порядка. Это открытие имеет огромное значение для создания более эффективных и чувствительных магнитных сенсоров.
Исследование проводилось в рамках проекта CHIST-ERA М⃰MagIC в сотрудничестве с доктором Серхио Валенсия. Для тестирования микроцветов ученые использовали экспериментальную станцию XPEEM (рентгеновский фотоэмиссионный электронный микроскоп) на установке BESSY II. В центр микроцветов был помещен кобальтовый стержень, служивший датчиком магнитного поля, что позволило картировать магнитные домены внутри стержня.
Результаты исследования, опубликованные в журнале ACS Nano, демонстрируют значительный прорыв в области магнитных метаматериалов. Обычно максимальное магнитное поле на установке XPEEM составляет 25 миллитесла (мТ), но с использованием микроцветов-концентраторов удалось достичь полей в пять раз выше – примерно 125 мТ. Это позволяет изучать магнитные системы в условиях, которые ранее были недостижимы.
Практическое применение этой технологии охватывает множество областей. Помимо повышения чувствительности магнитных датчиков, микроцветы могут снизить энергию, необходимую для создания локальных магнитных полей. Они также имеют потенциал для использования в хранении данных, обработке информации, биомедицине, катализе и различных сенсорных технологиях.
Особенно важно, что эти магнитные метаматериалы позволяют проводить эксперименты с магнитными системами в условиях, которые ранее были невозможны из-за ограничений существующих технологий. Это открывает новые горизонты для фундаментальных исследований в области магнетизма и разработки инновационных устройств, основанных на магнитных свойствах материалов.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевая особенность этих «микроцветов» заключается в их способности усиливать магнитные поля путем изменения геометрии и количества «лепестков». Структура представляет собой цветок с лепестками из металлических полосок, изготовленных из ферромагнитного никель-железного сплава. Исследователи могут настраивать различные параметры, включая внутренний и внешний радиусы, количество лепестков и их ширину, что позволяет точно контролировать эффект усиления.
Механизм работы этих микроструктур основан на концентрации внешних линий магнитного поля в центре «цветка». Благодаря этому свойству, микроцветы способны увеличить чувствительность магниторезистивных датчиков более чем на два порядка. Это открытие имеет огромное значение для создания более эффективных и чувствительных магнитных сенсоров.
Исследование проводилось в рамках проекта CHIST-ERA М⃰MagIC в сотрудничестве с доктором Серхио Валенсия. Для тестирования микроцветов ученые использовали экспериментальную станцию XPEEM (рентгеновский фотоэмиссионный электронный микроскоп) на установке BESSY II. В центр микроцветов был помещен кобальтовый стержень, служивший датчиком магнитного поля, что позволило картировать магнитные домены внутри стержня.
Результаты исследования, опубликованные в журнале ACS Nano, демонстрируют значительный прорыв в области магнитных метаматериалов. Обычно максимальное магнитное поле на установке XPEEM составляет 25 миллитесла (мТ), но с использованием микроцветов-концентраторов удалось достичь полей в пять раз выше – примерно 125 мТ. Это позволяет изучать магнитные системы в условиях, которые ранее были недостижимы.
Практическое применение этой технологии охватывает множество областей. Помимо повышения чувствительности магнитных датчиков, микроцветы могут снизить энергию, необходимую для создания локальных магнитных полей. Они также имеют потенциал для использования в хранении данных, обработке информации, биомедицине, катализе и различных сенсорных технологиях.
Особенно важно, что эти магнитные метаматериалы позволяют проводить эксперименты с магнитными системами в условиях, которые ранее были невозможны из-за ограничений существующих технологий. Это открывает новые горизонты для фундаментальных исследований в области магнетизма и разработки инновационных устройств, основанных на магнитных свойствах материалов.
