 Международному сотрудничеству ученых удалось использовать синхротронное излучение для обнаружения и записи сложной трехмерной намагниченности в намотанных магнитных слоях. Этот метод может стать важным в разработке устройств, которые очень чувствительны к воздействию магнитных полей, например, в медицинской диагностике.
Трехмерные структуры в материалах и биологических образцах в настоящее время могут быть исследованы с использованием рентгеновской томографии. Это делается путем записи изображения слой за слоем, и его сборку на компьютере в трехмерной визуализации. Но до сих пор не было сопоставимых методов для визуализации трехмерных магнитных структур на нанометровых масштабах. Теперь международная группа исследователей разработали методику, с которой это стало возможным.
Они изучили намагниченность в закатанных трубчатых магнитных наномембранах (никеле или кобальт-палладии) толщиной около двух слоев. Чтобы получить трехмерное отображение намагниченности в трубах, образцы облучали круговой поляризацией рентгеновских лучей. Используя рентгеновский микроскоп на расширенном источнике света и рентгеновскую фотоэмиссионную электронную микроскопию, ученые слегка поворачивали образцы для каждого нового изображения, создав ряд двумерных изображений. Поляризованный свет проник в магнитные слои под разными углами. Используя данный метод, они смогли не только измерить магнитные объекты на поверхности, но также получить дополнительную информацию от их «тени».
В конце концов, физикам удалось воссоздать магнитоактивные объекты на компьютере в трех измерениях.
Их образцы отображают структуры не менее 75 нанометров. Но с помощью этого метода, они могут видеть даже мелкие структуры и получить разрешение 20 нм. Тем не менее, только электронная голография может рассматриваться для отображения магнитных доменов трехмерных объектов в нанометровом масштабе. Это требует очень сложной пробоподготовки, и намагниченность может быть косвенно определена только через результирующее распределение магнитного поля. Новый процесс позволяет сопоставлять намагниченность непосредственно в 3D. Знание намагниченности является необходимым условием для повышения чувствительности детекторов магнитного поля.
Новый метод может применяться для разработки более чувствительных приборов медицинской визуализации, например. Такие процедуры, как магнитоэнцефалография, зависят от внешнего обнаружения очень слабых магнитных полей, создаваемых электрической активностью отдельных нервных клеток - с помощью соответствующих чувствительных детекторов.
|
