Artistieke illustratie van skyrmions (gekleurde bollen) tijdens de chaotische fase in de magneet, waardoor schakelen veel sneller kan gaan dan voorheen bekend. Credits: Dr. Bastian Pfau, Max-Born-Institut (Berlijn)
Natuurkundigen hebben een nieuwe route ontdekt waarmee sneller dan ooit een patroon van spins in een magneet gecreëerd kan worden. Met deze ‘sluiproute' is een nieuw hoofdstuk in het onderzoek naar topologie aangebroken. Daarnaast biedt deze ontdekking een extra methode om efficiëntere magnetische dataopslag te kunnen realiseren.
Het onderzoek werd op 5 oktober gepubliceerd in Nature Materials .
Het was al bekend dat je een patroon van magnetische spins kunt omzetten met laserlicht. Natuurkundigen hebben nu echter een nieuwe route ontdekt waardoor dit heel snel kan, in minder dan 300 picoseconden (een miljoenste van een miljoenste seconde). Dat is veel sneller dan voorheen mogelijk werd geacht.
Handig voor dataopslag: skyrmions
Magneten bestaan uit allemaal kleine magneetjes die spins worden genoemd. Normaal gesproken wijzen de spins allemaal in dezelfde richting en bepalen daarmee de noord- en zuidpool. Maar het komt ook voor dat de richtingen van spins samen een wervelend patroon vormen. Dit wordt een skyrmion genoemd.
‘Die skyrmions in magneten zijn aantrekkelijk voor nieuwe vormen van dataopslag', vertelt Johan Mentink, natuurkundige aan de Radboud Universiteit. Nijmeegse wetenschappers zoeken al lange tijd naar optimale manieren om magnetisme met laserlicht te controleren, om het uiteindelijk ook te gebruiken voor efficiëntere dataopslag. Bij deze techniek worden korte lichtpulsjes op een magnetisch materiaal afgevuurd en daarmee de magnetische spins in het materiaal omgepoold, waardoor een bit van een 0 in een 1 verandert.
‘Als je de magnetische spins eenmaal in de wervelende vorm van een skyrmion hebt, krijg je deze vorm er niet zomaar uit', vertelt Mentink. ‘Bovendien zijn deze skyrmions slechts enkele nanometers (een miljardste meter) groot, waardoor je veel data op een klein stukje materiaal kunt opslaan.'
De bergpas afsnijden
De overgang tussen twee toestanden in een magneet - van spins één richting uit naar een skyrmion - kun je zien als een hoge bergtop waar je overheen moet. De onderzoekers hebben gevonden dat je als het ware de bergpas kunt afsnijden door het materiaal heel snel en kort te verwarmen met een laserpuls. De drempel voor de faseovergang wordt hiermee heel kort lager gemaakt.
Het bijzondere van deze nieuwe route is dat het materiaal eerst in een hele chaotische toestand wordt gebracht, waarbij de topologie, oftewel het aantal skyrmions in het materiaal, sterk fluctueert. De onderzoekers hebben deze route alleen kunnen vinden door röntgenstraling van de Europese vrije-elektronenlaser in Hamburg te combineren met supergeavanceerde elektronenmicroscopie en spindynamica-simulaties. ‘Daarmee is het onderzoek een enorme teamprestatie', benadrukt Mentink.
Nieuwe vergezichten
Met deze fundamentele vinding is een nieuw hoofdstuk in de topologie aangebroken. ‘Ik verwacht nu dat veel meer wetenschappers gaan zoeken naar vergelijkbare snelle manieren om "de bergpas af te snijden" in andere materialen.'
Daarnaast opent deze vinding ook de deur naar nieuwe manieren van efficiëntere en snellere dataopslag. Hier is steeds meer behoefte aan, bijvoorbeeld vanwege de gigantische energieslurpende datacenters die vereist zijn voor onze massale dataopslag in de cloud. Magnetische skyrmions kunnen een oplossing bieden voor dit probleem. Ze zijn van zichzelf al heel klein, en doordat we nu weten dat je ze met licht heel snel kan creëren, kunnen we in potentie heel snel en efficiënt veel informatie opslaan op een klein oppervlak.
Sterke trillingskracht voor beter gevoel
CO2 -meting, ventilatie en COVID-19
Soldeeroppervlak en soldeermaskers bij BGA's
Luchtlekken en ontladingen in beeld
Duurzame opslag van levensmiddelen en medicijnen
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen
Garages zijn goede plekken om een bedrijf te beginnen, tenminste als je kijkt naar de geschiedenis van een aantal grote bedrijven van vandaag de dag. Ongeveer in dezelfde tijd als de geboorte van Silicon Vally in de USA, en wel in 1937, ontstond er in een Engelse garage een bedrijfje dat zich specialiseerde in het leveren van onderdelen aan reparateurs van radio's. "A replacement for every job and a 24 hours' service on top of it!" was in 1937 de basis en vandaag de dag zijn dit nog altijd de pijlers waar het bedrijf op rust, al is er wel wat veranderd.
Lees verder >>
TNO - Locatie Eindhoven
TECHNICAL CONSULTANT SMART INDUSTRY
Smart Industry is dé cruciale ICT ontwikkeling van onze industrie voor een verdere productiviteitsstijging. Wil jij jouw ICT-kennis en bedrijfskundig inzicht inzetten om te helpen? Reageer dan nu!
Siemens Nederlands N.V.
Lead Engineer Electrical
Als Lead Engineer Electrical ben jij verantwoordelijk voor de engineering en realisatie van onze uitdagende projecten op het gebied van energiedistributie in de datacenterbranche. Jij draagt zorg voor de technische oplossing. Je voert het werk gedeeltelijk zelf uit en bent daarnaast verantwoordelijk voor het aansturen van de engineers binnen het projectteam. Meer informatie
ASML
Group Leader Electronics and Software Development ASML Delft
Do you take the lead in getting technical issues solved and are you able to inspire people? Do you see the big picture without missing the important details and are you capable to deploy complex electrical and software projects? Then you might be the one to join ASML's Delft department.
Click on this link for more information.
Terwijl de coronavirus-pandemie zich over de hele wereld verspreidt, vragen we ons steeds meer af hoe we onszelf en anderen thuis, op het werk of op andere ontmoetingsplaatsen veilig kunnen houden. Het desinfecteren en steriliseren van alle kamers waarin we verblijven en de objecten die we gebruiken met vloeistoffen op alcoholbasis is mogelijk, maar praktisch onmogelijk. Het is onmogelijk om elke plek te bereiken of simpelweg zijn niet alle oppervlakken en materialen geschikt om te bevochtigen. Kunnen de verworvenheden van moderne technologie op de een of andere manier bijdragen tot een verhoging van het veiligheidsniveau in onze omgeving?
Lees verder
Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.
Veel leesplezier!
Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .
Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.
Ondernemersinformatie over de Corona-crisis
Speciaal voor ondernemers, bedrijven en zzp'ers is er specifieke informatie omtrent de Corona-crisis te vinden (over o.a. de verschillende pakketten aan noodmaatregelen die het kabinet getroffen heeft).
Websites met meer informatie: