Техника - молодёжи 2010-02, страница 15
Да; но, увы, этого еще недостаточно! Представим, что нам удалось расположить равномерно частицы на подложке достаточно далеко друг от друга, чтобы полностью пренебречь диполь-дипольными взаимодействиями, Казалось бы, в таком ансамбле суперпарамагнитный предел будет один и тот же, т.е. Тв будет одинакова для всех частиц. Однако это не так. Как следует из (1), Тв линейно зависит от размера, значит, малые частицы будут становиться суперпарамагнитными при температурах ниже, чем более крупные. Таким образом, даже небольшой разброс по размеру приведёт к тому, что ниже некой усреднённой температуры блокировки нс все частицы будут ферромагнитными и смогут нести в себе информацию. Идеальный ансамбль должен состоять из абсолютно одинаковых по размеру наночастиц. И тут возникает ещё одна проблема: чем меньше частицы, тем труднее сделать их одинакового размера. Сравните, например, разброс по размерами микрочастиц кварка и наночастиц кобальта (рис. 7). В заключение давайте перечислим основные вопросы, на которые нужно ответить, прежде чем создавать запоминающие устройства на основе магнитных наночастиц. Чем обусловлены магнитные свойства отдельной наночастицы? Как они изменяются в зависимости от её размера? Как можно увеличить Температуру блокировки вплоть до комнатной? Чему равна коэрцитивная сила наночастицы? Как изменится и коэрцитивная сила, и температура блокировки, если частицы упорядочить на подложке? Как будут влиять дипольные взаимодействия на все вышеперечисленные свойства? В этой статье мы лишь коснулись ответов па эти вопросы. Так сказать, прошлись по верхушкам. Но даже и Рис. 7. Микро- и наночастицы, упорядоченные на подложке. Слева: микрочастицы кварца, справа: наночастицы кобальта такое, казалось бы, простое толкование магнитных свойств наночастиц вызывает жаркие Научные споры. Познание магнитных свойств на более глубоком фундаментальном уровне требует не только создания принципиально новых экспериментальных методов, но и создания новых теорий. Поэтому сегодня наномагнетизм и является одной из самых бурно развивающихся областей науки - как для экспериментаторов, так и для теоретиков. Михаил ФЕЙГЕНСОН, научный сотрудник Брукхэйвенской национальной лаборатории (США) Рисунки: http://www.dataclinic.co.uk/, www.ibm.com,www.microparticles.de, www.nist.gov А что на практике? Итак, учёные узнают всё больше о свойствах НМЧ, учатся выстраивать их ансамбли. Уже можно говорить о создании сверхплотного носителя магнитной информации. Но как будет осуществляться запись и чтение с такого носителя? В обычном жёстком диске функцию считывания выполняет специальная головка с магнитом микронных размеров. Для наноразмерной .записи тшеая головка не годится. Здесь может помочь игла зон-дового микроскопа. Исследования магнитных свойств вещества в масштабе десятков нанометров с помощью магнитно-силовой сканирующей микроскопии (МСМ) ведутся уже давно. Суть этого метода в том, что очень острую иглу - зонд атомно-силово- то микроскопа (АСМ) - покрывают тонким слоем магнитного материала (например, напыляют кобальт). После намагничивания такая игла может выступать в качестве нанолокального датчика машит-ногополя. Если магнитные моменты острия иглы и локального домена на поверхности образца сонаправлены, игла будет притягиваться, и это «почувствует» система регистрации АСМ. Если направления намагниченности противонаправлены, игла будет отталкиваться. А если при этом намагниченное остриё иглы принудительно приближать к поверхности, то локальный магнитный домен можно перемагнитить (рис. 1). Российские учёные ведут исследования в этой области в рамках совместного проекта с ведущими европейскими лабораториями. Международную группу возглавляет Виктор Миронов из Нижнего 11овгорода. Уникальное, не имеющее аналогов устройство для нано-локальной записи и чтения сверхплотной магнитной информации J (рис. 2) было Рис.2 создано специально для этой работы зеленоградской компанией НТ-МДТ. Оно позволило получить результаты, которые без преувеличения можно назвать пионерскими. На рис. 3 приведены МСМ-изображс-ния массива МНЧ в процессе перемагни-чивания последовательно выбираемых магнитных битов. Темные области - это частицы, направление намагниченности которых уже изменено; жёлтый кружок показывает положение иглы АМС над очередной выбранной частицей. Статья об этой работе опубликована в Journal of Applied Physics 106,2009. □ Материал предоставлен компанией НТ-МДТ www.techniconriolodezhi.rg 13 |
