تولید نانوآنتن‌های سه‌بعدی با گرداب‌های مغناطیسی

[ERF@N]

محققان با استفاده از گرداب‌های مغناطیسی نانومقیاس که با لایه‌های بسیار نازک مس از هم جدا شده‌اند، نانوآنتن سه بعدی تولید کردند.

پژوهشگران آزمایشگاه ملی بروخاون مدت‌هاست که به دنبال استفاده از اسپین‌های مغناطیسی در ادوات نانومقیاس هستند تا بتوانند از آن‌ها برای ایجاد آنتن‌های قوی استفاده کنند.

محققان در این پژوهش که نتایج آن در نشریه‌ی Nature Communications به چاپ رسیده است، نشان دادند که گرداب‌های مغناطیسی نانومقیاس می‌توانند به عنوان آنتن مورد استفاده قرار گیرند. این نانوآنتن‌ها قادر به تولید سیگنال‌های قدرتمندی هستند که می‌توان از آن‌ها در تلفن‌های همراه و رایانه‌ها استفاده کرد.

محققان در این پژوهش با روی هم قرار دادن چند گرداب مغناطیسی و جدا کردن آن‌ها با صفحات مسی موفق به ساخت یک آنتن سه بعدی نانومقیاس شدند.

پژوهشگران در این پروژه به بررسی تأثیر ضخامت لایه‌ی مس بر دینامیک گرداب‌ها پرداختند و در ادامه از نحوه‌ی پاسخ‌دهی گرداب به تحریک‌های با فرکانس بالا تصویربرداری کردند که این کار با میکروسکوپ الکترونی عبوری با قدرت تفکیک بالا انجام شد.

نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت لایه‌ها، حرکت گرداب‌های جفت شده نامنظم می‌شود، در حالی که با نازک شدن لایه‌ها، گرداب‌های متصل شده به هم تقویت می‌شوند. این پدیده موجب می‌شود تا بتوان بر محدودیت آنتن‌های اسپینترونیک مبتنی بر گرداب جریان غلبه کرد. در واقع با ایجاد آرایه‌های سه بعدی از این گرداب‌ها می‌توان نانوآنتنی با عملکرد بالاتر تولید کرد.

پولیچیو از محققان این پروژه می‌گوید: هسته‌ی گرداب‌ مغناطیسی را می‌توان با اعمال جریان الکتریکی یا میدان مغناطیسی خارجی به حرکت در آورد. بنابراین این گرداب‌ها مانند یک شبه ذره عمل می‌کنند. در نتیجه با اعمال یک برانگیختگی الکترومغناطیس با فرکانس بالا می‌توان هسته‌ی گرداب مغناطیسی را به صورت دورانی به حرکت در آورد.

این گروه تحقیقاتی از نوسانات مبتنی بر گرداب مغناطیسی به عنوان یک عملگر برای ساخت آنتن مخابراتی استفاده کردند. این نانوآنتن‌ها می‌توانند با قیمت بسیار کم و انرژی مصرفی اندک تولید و در ادوات الکترونیکی استفاده شوند. ساخت این نانوآنتن‌ها برای کوچک‌سازی تلفن‌های همراه بسیار ضروری است.

پولیچیو می‌گوید: گرداب‌های مغناطیسی یکی از اولین شبه ذرات مغناطیسی هستند که ما در حال حاضر به دنبال گسترش دایره‌ی تحقیقات خود برای کشف گونه‌های جدیدی از این شبه ذرات هستیم.

[Archangelg!le]

میشع توضیحات بیشتری هم بذاری .