النمذجة من المواد المغناطيسية

منذ وقت ليس ببعيد ، كانت تقنيات النمذجة وتقييم المواد المغناطيسية مبسطة للغاية لإعادة إنتاج جميع البيانات التي تم الحصول عليها بدقة في التجارب. ولكن في عام 1995 ، قام باحثون في مختبر Ames ، بقيادة بروس هارمون ، بتطوير تقنية حسابية "تدور الديناميكا" التي يمكن استخدامها لتمثيل وتقييم تقلبات اللحظات الذرية بدقة (التوجهات المغناطيسية) في المواد المغناطيسية الصلبة في درجات حرارة مختلفة. من بين فوائده ، يمكن استخدام الطريقة لإجراء حسابات أنظمة واقعية الحجم في درجات حرارة ذات اهتمام عملي وعلمي. باستخدام هذه التقنية ، حدد العلماء لأول مرة نظريا اللحظات المغناطيسية في الحديد والنيكل في درجات حرارة عالية ، حتى فوق درجة حرارة رئيسية تختلف فيها اللحظات المغناطيسية في الحجم ونقطة في اتجاهات عشوائية. تركز الدراسات الحالية على كيفية ولماذا تعتبر العيوب المحددة في المغناطيس الدائم حاسمة في تحديد الخصائص المغناطيسية المرغوبة. مختبر أوك ريدج الوطني والمتعاونين استخدام هذه التقنية في حساب الكمبيوتر السوبر إعداد سجل.

نقترح إنتاج مواد نموذجية لدراسة المشاكل الأساسية في المغناطيسية التعاونية باستخدام اثنين من الاستراتيجيات الاصطناعية المختلفة. خط واحد من الهجوم هو إعداد تمديد المركبات الأيونية التي يحدث أن يكون شعرية المطلوب من الذرات المغناطيسية. بدلا من ذلك ، ونحن قد بناء المغناطيسي من الوحدات الجزيئية ، توجيه العمارة من خلال الترابط اتجاه هذه الوحدات.

في كلتا الحالتين ، يكون للمشابك المستهدفة طوبولوجيا منخفضة الأبعاد و/أو محبطة ، وهي مصممة للتحقيق في التطورات الأخيرة في المغناطيسية الأساسية التي تشير إلى أن هذه المواد قد يكون لها دول أرضية مغناطيسية جديدة وإثارة ، وعلى وجه الخصوص تدور شخصية السائل. كما نقترح إعداد مجموعات معدنية عالية النانوية ودراسة استرخاء مغناطيسيتها. هذا هو من الاهتمام الأساسي الكبير كمثال على عملية ماكروسكوبية التي يمكن السيطرة عليها من قبل نفق الميكانيكية الكم. قد يكون لها أيضا أهمية عملية كأساس لجهاز الذاكرة المغناطيسية الجزيئية.

يتطلب كل هذا العمل قياسات قابلية مغناطيسية تعتمد على الوقت والتردد ، لذلك نطلب ترقية إلى جهاز مقياس مغناطيسي حبار تيار مستمر الحالي للسماح بإجراء قياسات التيار المتردد ، واقتراح لدعم الوصول المفتوح إلى هذه المعدات ، وتعزيز خدمة الخصائص المغناطيسية غير الرسمية لدينا.

التأثير العلمي: نهج ديناميات الدوران هو مساهمة كبيرة في أسس نظرية جديدة من ديناميات اللحظات المغناطيسية في درجة الحرارة المحدودة واستجابة للحقول التطبيقية الخارجية. تمكن العلماء من نموذج خصائص المواد في درجة حرارة الغرفة ، والتي تستخدم عادة المغناطيس.

التأثير الاجتماعي: المغناطيسية المعدنية هي مفتاح للعديد من التقنيات ، بما في ذلك تخزين البيانات المغناطيسية وأجهزة توليد الطاقة الكهربائية. النمذجة الدقيقة لتحويل بت الكمبيوتر أمر ضروري لتصميم أقراص الكمبيوتر عالية الكثافة في المستقبل ، والقدرة على تحسين المواد المغناطيسية عالية الحرارة سيؤدي إلى محركات ومحولات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.