Forskere skaber MR-lignende teknik til billeddannelse af magnetiske bølger

Et team af forskere fra Delft University of Technology (TU Delft), Leiden Universitet, Tohoku University og Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter har udviklet en ny type MR -scanner, der kan billedbølger i ultratynde magneter. I modsætning til elektriske strømme, disse såkaldte spinbølger producerer lidt varme, gør dem lovende signalbærere til fremtidige grønne IKT -applikationer.

MR-scannere kan se ind i menneskekroppen på en ikke-invasiv måde. Scanneren registrerer de magnetiske felter, der udstråles af atomerne indeni, hvilket gør det muligt at studere organers sundhed, selvom de er skjult under tykke lag af væv.

Det ikke-invasive, gennemsigtighedskraft af MR er ønskelig for mange forskningsområder og industrier. Det kan især være nyttigt som et billeddannelsesværktøj inden for nanoteknologi og chipindustrien. At kunne registrere signaler i computerchips og andre nanodeenheder ville lette at optimere deres ydeevne og reducere deres varmeproduktion. Imidlertid, millimeteropløsningen af ​​konventionel MR er utilstrækkelig til at undersøge chip-skala-enheder. Et team af forskere under ledelse af TU Delft har nu udviklet en ny metode til registrering af magnetiske bølger i sub-mikrometer skalaen.

NV center

MR -systemet fremstillet af Delft -forskerne gør brug af en særlig gitterdefekt i diamantens krystalstruktur. Denne defekt-kendt som nitrogen-vacancy (NV) center-består af et nitrogenatom, der sidder ved siden af ​​et tomt sted i diamant-kulstofgitteret. "Et sådant NV-center er i det væsentlige en magnet i atomform, der er ekstremt følsom over for magnetfelter, "TU Delft -forsker Toeno van der Sar forklarer." Som sådan, NV-centre muliggør billeddannelse i høj opløsning af en prøves magnetiske struktur. "

Spændte spin -bølger

Spinbølger er bølger i magnetiske materialer, der er centrale for magneternes adfærd. De er lovende som informationsbærere, fordi de producerer lidt varme. Deres bølgenatur gør det muligt at bygge logiske enheder, der udfører beregningsopgaver ved hjælp af bølgeinterferens.

At være i stand til at se bølgerne er afgørende for at designe spin-wave-enheder "For at forestille sig disse bølger, vi brugte en diamantchip, hvor vi lavede et lag NV -centre, "Van der Sar forklarer." Vi placerede denne chip oven på en tynd magnetisk film, hvor vi spændte spin -bølger ved hjælp af elektroder og mikrobølge -strømme. NV -centrene opfanger de magnetiske felter, der genereres af spinbølgerne, muliggør højopløselig spin-wave-billeddannelse. "

Forskerne har demonstreret, at spin-wave MRI tillader spin-bølger at blive afbildet gennem uigennemsigtige materialer såsom metalledninger på en chip. Desuden, teknikken har følsomhed til at detektere spin -bølger i magneter, der kun er et enkelt atom tykke. Van der Sar siger, "Da der i øjeblikket er et skub i at bruge ultratynde magneter til at skabe logiske enheder i den mindste skala, denne billedteknik vil hjælpe den udvikling. "