Учёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поля

 Международная команда учёных напечатала двойную магнитную спираль наподобие спирали ДНК. Использовалась технология 3D-печати их собственной разработки. Ученые обнаружили, что эти магнитные двойные спирали создают наноразмерные топологические текстуры в магнитном поле, чего раньше не наблюдалось.

С помощью 3D-печати и микроскопии удалось понять, что происходит, когда магниты становятся в 1000 раз меньше человеческого волоса.

Магнитные устройства присутствуют во многих сферах нашей жизни. Их используют для получения энергии, для хранения данных и вычислений. Правда, магнитные вычислительные устройства быстро приближаются к своему пределу сжатия в двумерных системах. Для следующего поколения вычислительных устройств нужно переходить к трехмерным системам — там можно достичь более высокой плотности с помощью трехмерных нанопроволочных архитектур.

Но может ли трехмерная геометрия изменить магнитные свойства? Оказывается, ещё как может. Идея заключается в том, чтобы хранить цифровые данные в магнитных доменных стенках нанопроводов.

Исследователи заметили, что трехмерная структура, похожая на спираль ДНК приводит к другой текстуре намагниченности — в сравнении с тем, что было замечено в двумерном измерении. Пары доменных стенок в соседних спиралях сильно связаны друг с другом. Как следствие, они деформируются — стенки притягиваются друг к другу и, благодаря трехмерной структуре, вращаются, «фиксируясь» на месте и образуя прочные регулярные связи, похожие на пары оснований в ДНК. Но что еще более интересно, вокруг этих связей образуются вихри в магнитном поле!

Наноразмерные магнитные двойные спирали Claire Donnelly Сильно связанные текстуры можно наблюдать как экспериментально (верх), так и с помощью моделирования (низ)

Работа очень перспективна — с одной стороны, такие прочно связанные текстуры могут стать потенциальным носителем информации, причём весьма надёжным. Но с другой стороны, эту технологию можно использовать для моделирования магнитного поля в наномасштабе, улавливания частиц, а также для методов визуализации магнитного поля.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.