گروهي از محققان ژاپني، روش جديدي براي ارزيابي ساختار مغناطيسي و الكترونيكي لايه‌هاي اتمي زيرسطحي در يك ماده ابداع كرده‌اند. اين روش كه «طيف‌سنجي پراش» ناميده شده‌است، براي اندازه‌گيري اثرات مغناطيسي در مقياس نانو و توسعة ضبط مغناطيسي چگالِ «عمودي» بسيار سودمند خواهد بود.
به‌زودي در ذخيره‌سازي داده به چگالي‌اي بيش از 1012 بيت در هر اينچ مربع نياز خواهد بود. براي دستيابي به چنين چگالي‌اي به بيت‌هايي نياز است كه عرض آنها تنها ده نانومتر و يا كمتر باشد؛ اما از آنجا كه در اين سطح، اثرات مغناطيسي سطحي پديدار مي‌شود، شناخت اثرات مغناطيسي غير معمول، در اين سطح امري ضروري است.
فاميهيكو ماتسوي و همكارانش از مؤسسة علم و فناوري نارا(Nara) و ساير مؤسسات ژاپني، دو روشِ پراش الكترون اوگر و طيف‌نمايي جذبي اشعة ايكس را با يكديگر ادغام و روش جديدي ابداع كرده‌اند. آنها بيشينه‌هاي «تمركز رو به جلو» را ـ كه در طيف و در راستاي اتم‌هاي موجود در سطحِ نمونه ظاهر مي‌شدند ـ تحليل كردند. آنها توانستد كه از طريق ارزيابي شدت بيشينه‌ها، بين ساختارهاي مغناطيسي و الكترونيكي لايه‌هاي منفرد، تميز قائل شوند.
اين گروه، از اين روش جديد در تحليل ساختار مغناطيسي يك لاية نازكِ نيكل بر روي يك سطح مسي استفاده كردند. تاكنون ساختار مغناطيسي اتمي لايه‌هاي نازك نيكل ناشناخته مانده بود؛ اين در حالي است كه دانشمندان مي‌دانستند كه راستاي مغناطيسي شدن در اين لايه‌ها در سطح ماده، موازي بوده و با رفتن به عمق و در دهمين لاية اتمي به‌صورت عمود در‌مي‌آيد. ماتسوي و همكارانش اين ناحية گذار را تحليل و گشتاورهاي مغناطيسي را در هر كدام از لايه‌ها اندازه‌گيري نمودند. شناخت دقيق نحوة تغيير اين گشتاورهاي مغناطيسي در درون اين ساختار مي‌تواند در ساخت ابزارهاي ضبط مغناطيسي عمودي ـ كه چگالي ذخيره‌سازي آنها سه برابر بزرگ‌تر از مواد ضبطِ طولي معمولي است ـ سودمند واقع گردد.
هم‌اكنون براي تصويربرداري از ساختار اتمي، چندين روشِ پراش اتمي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه هر يك مشكلات خاص خود را دارد؛ مثلاً طيف‌نمايي تونلي روبشي تنها قادر به تحليل سطح نمونه است. روش طيف‌نمايي پراشي ابداعي اين گروه مي‌تواند براي نخستين بار به شكلي غير مخرب، خصوصيات مغناطيسي و الكتريكي لايه‌هاي زيرسطحي را در مقياس اتمي به تصوير بكشد.
هم‌اكنون اين محققان به دنبال توسعة روش خود به‌منظور تحليل سطح ابررساناها هستند. ماتسوي در اين باره گفت:«ما توجه ويژه‌اي به خصوصيات الكترونيكي وابسته و ساختار هندسي در گذار فاز ابررسانايي داريم.»
نتايج اين تحقيق در نشرية.Phys. Rev. Lett به چاپ رسيده‌است
فاميهيكو ماتسوي و همكارانش از مؤسسة علم و فناوري نارا(Nara) و ساير مؤسسات ژاپني، دو روشِ پراش الكترون اوگر و طيف‌نمايي جذبي اشعة ايكس را با يكديگر ادغام و روش جديدي ابداع كرده‌اند. آنها بيشينه‌هاي «تمركز رو به جلو» را ـ كه در طيف و در راستاي اتم‌هاي موجود در سطحِ نمونه ظاهر مي‌شدند ـ تحليل كردند. آنها توانستد كه از طريق ارزيابي شدت بيشينه‌ها، بين ساختارهاي مغناطيسي و الكترونيكي لايه‌هاي منفرد، تميز قائل شوند.
اين گروه، از اين روش جديد در تحليل ساختار مغناطيسي يك لاية نازكِ نيكل بر روي يك سطح مسي استفاده كردند. تاكنون ساختار مغناطيسي اتمي لايه‌هاي نازك نيكل ناشناخته مانده بود؛ اين در حالي است كه دانشمندان مي‌دانستند كه راستاي مغناطيسي شدن در اين لايه‌ها در سطح ماده، موازي بوده و با رفتن به عمق و در دهمين لاية اتمي به‌صورت عمود در‌مي‌آيد. ماتسوي و همكارانش اين ناحية گذار را تحليل و گشتاورهاي مغناطيسي را در هر كدام از لايه‌ها اندازه‌گيري نمودند. شناخت دقيق نحوة تغيير اين گشتاورهاي مغناطيسي در درون اين ساختار مي‌تواند در ساخت ابزارهاي ضبط مغناطيسي عمودي ـ كه چگالي ذخيره‌سازي آنها سه برابر بزرگ‌تر از مواد ضبطِ طولي معمولي است ـ سودمند واقع گردد.
هم‌اكنون براي تصويربرداري از ساختار اتمي، چندين روشِ پراش اتمي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه هر يك مشكلات خاص خود را دارد؛ مثلاً طيف‌نمايي تونلي روبشي تنها قادر به تحليل سطح نمونه است. روش طيف‌نمايي پراشي ابداعي اين گروه مي‌تواند براي نخستين بار به شكلي غير مخرب، خصوصيات مغناطيسي و الكتريكي لايه‌هاي زيرسطحي را در مقياس اتمي به تصوير بكشد.
هم‌اكنون اين محققان به دنبال توسعة روش خود به‌منظور تحليل سطح ابررساناها هستند. ماتسوي در اين باره گفت:«ما توجه ويژه‌اي به خصوصيات الكترونيكي وابسته و ساختار هندسي در گذار فاز ابررسانايي داريم.»
نتايج اين تحقيق در نشرية.Phys. Rev. Lett به چاپ رسيده‌است
منبع:http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34478
