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研究人员创造了类似MRI的技术来成像电磁波

来自代尔夫特工业大学(TU Delft),莱顿大学,东北大学和马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所的一组研究人员开发了一种新型MRI扫描仪,可以对超薄磁体中的波成像。与电流不同,这些所谓的自旋波几乎不产生热量,使其成为未来绿色ICT应用的有希望的信号载体。

MRI扫描仪可以非侵入性的方式看向人体。扫描仪可以检测到内部原子辐射的磁场,这使研究器官的健康成为可能,即使它们隐藏在厚厚的组织之下。

MRI的无创透明功能对于许多研究领域和行业而言都是理想的。它在纳米技术和芯片行业中作为成像工具可能特别有用。能够检测计算机芯片和其他纳米设备中的信号将有助于优化其性能并减少其发热。然而,常规MRI的毫米分辨率不足以研究芯片级设备。由TU Delft领导的一组研究人员现在已经开发出一种用于在亚微米级感应电磁波的新方法。

NV中心

代尔夫特大学研究人员制造的MRI系统在钻石的晶体结构中利用了特殊的晶格缺陷。这种缺陷(称为氮空位(NV)中心)由位于金刚石碳晶格中空位旁的氮原子组成。TU Delft的研究员Toeno van der Sar解释说:“这样的NV中心本质上是一个原子尺寸的磁体,对磁场极其敏感。” “因此,NV中心可以对样品的磁性结构进行高分辨率成像。”

兴奋的自旋波

自旋波是磁性材料中对磁体行为至关重要的波。它们有望成为信息载体,因为它们几乎不产生热量。它们的波动特性使构建使用波动干扰执行计算任务的逻辑设备成为可能。

能够看到电波对于设计自旋波设备至关重要:“为了成像这些电波,我们使用了钻石芯片,在其中创建了一层NV中心,” Van der Sar解释说。“我们将该芯片放在磁性薄膜的顶部,利用电极和微波电流在其中激发自旋波。NV中心拾取自旋波产生的磁场,从而实现高分辨率自旋波成像。”

研究人员已经证明,自旋波MRI可以使自旋波通过不透明的材料成像,例如芯片上的金属布线。此外,该技术具有检测仅单个原子厚的磁体中的自旋波的灵敏度。范德萨尔说:“由于目前正在推动使用超薄磁体来创建最小规模的逻辑器件,因此这种成像技术将有助于这一发展。”

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