Magnetisering i små komponenter kan nu filmes i laboratoriet

Nuværende elektronisk lagringsteknologi kan i fremtiden blive afløst af enheder baseret på små magnetiske strukturer. Disse individuelle magnetiske områder svarer til bits; de skal være så små som muligt og i stand til hurtig omskiftning. For bedre at forstå den underliggende fysik og optimere komponenterne, forskellige teknikker kan bruges til at visualisere magnetiseringsadfærden.

Forskere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) i Tyskland har nu forfinet en elektronmikroskopbaseret teknik til at fange statiske billeder af disse komponenter og til at filme højhastighedsomskiftningsprocesserne. De har også anvendt en specialiseret signalbehandlingsteknologi, der undertrykker billedstøj. "Dette giver os en glimrende mulighed for at undersøge magnetisering i små enheder, "Daniel Schönke fra JGU Institute of Physics forklarede. Undersøgelsen blev udført i samarbejde med Surface Concept GmbH, og resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Gennemgang af videnskabelige instrumenter .

Scanning elektronmikroskopi med polarisationsanalyse er en laboratoriebaseret teknik til billeddannelse af magnetiske strukturer. Sammenlignet med optiske metoder, det har fordelen ved høj rumlig opløsning. Den største ulempe er den tid, det tager at erhverve et billede for at opnå et godt signal-støjforhold. Imidlertid, den tid, det tager at måle det periodisk ophidsede og derfor periodisk skiftende magnetiske signal, kan forkortes ved hjælp af en digital fasefølsom ensretter, der kun registrerer signaler med samme frekvens som excitationen.

Sådan signalbehandling kræver, at målinger er tidsopløste. Instrumenteringen udviklet af forskerne ved JGU giver en tidsopløsning på bedre end 2 nanosekunder. Som resultat, teknikken kan anvendes til at undersøge højhastigheds-magnetiske koblingsprocesser. Det gør det også muligt at både tage billeder og vælge individuelle billeder på et defineret tidspunkt inden for hele excitationsfasen.

Denne udvikling betyder, at teknikken nu kan sammenlignes med de meget mere komplekse billeddannelsesteknikker, der bruges på store acceleratorfaciliteter, og åbner mulighed for at undersøge magnetiseringsdynamikken for små magnetiske komponenter i laboratoriet.