Tiefsten Sonde ein Magnet wirken könnten Computer steigern.

In einer Entwicklung, die für die Datenspeicherung und biomedizinische Bildgebung mögliche hält, haben Forscher eine neue Technik verwendet, um zu erhalten die höchsten Auflösung scannen von der Innenseite eines Magneten.

Die Wissenschaftler nahmen eine kleine Magnetplatte – Messung nur zwei Mikrometer (Millionstel eines Meters) über und 40 Nanometer (Milliardstel Meter) – und konnten Magnetresonanz (MRI) Bild-Scans von seinem Inneren zu erhalten.

MRT ist die gleiche biomedizinische Scan Technologie Ärzte verwenden, um detaillierte 3-d-Bilder im Inneren des menschlichen Körpers für medizinische Diagnosen zu erstellen.

Das resultierende Bild – mit jedem "Pixel" ein Zehntel der Größe der Festplatte selbst – ist die höchste Auflösung Aufnahme jemals der Magnetfelder und Wechselwirkungen innerhalb eines Magneten.

Untersuchung des Materials Verhaltens in diesen winzigen Schuppen sagen Schlüssel zur Einbeziehung in Computer-Chips und andere elektronische Geräte, Wissenschaftler.

Ferromagneten – die Art von Magneten, die in dieser Studie verwendeten – sind Magnete von Metallen wie Eisen gemacht. Gemeinsamen Haushalt-Kühlschrank-Magnete sind Ferromagneten.

Da Ferromagnete eine bestimmte Polarisation einmal magnetisiert behalten, sind sie bereits wesentliche Bestandteile im heutigen Computer und andere elektronische Geräte, wo bieten sie Datenspeicher neben Computer-Chips. Aber kleinere Magnete direkt in einen Computer-Chip eingebaut könnte noch mehr, erklärt der Forscher.

"Wir wissen, dass diese Magnete schrumpfen, Nanobereich und Gebäude direkt in Elektronik dieser Geräte mehr dazu befähigen würde, und mit weniger Leistungsaufnahme," sagte Chris Hammel, Hauptautor des Papiers veröffentlicht heute in der Natur und Professor für Physik an der Ohio State University.

"Aber ein wesentliches Hemmnis ist seit jeher die Schwierigkeit von imaging und Charakterisierung Giftstoff zu reinigen."

Neue Wege zum Scannen

Typische MRT-Geräten arbeiten durch Induktion ein Magnetfeld im Inneren nichtmagnetische Gegenstände, wie den menschlichen Körper. Da Ferromagnete bereits magnetisch sind, sehen nicht konventionellen MRI in ihnen.

Im Jahr 2008 debütierte Hammel Team eine neue Art von hochauflösenden Scan-System, das drei verschiedene Arten von Technologie kombiniert: MRI, ferromagnetische Resonanz und Rasterkraftmikroskopie.

Kombinationstechnik, dass die Ohio State University Forscher erfand nennt man "gescannt Sonde ferromagnetischen Magnetresonanz-Bildgebung", oder gescannte Sonde FMRI, und es beinhaltet ein magnetisches Signal mit einer winzigen Silizium mit einem noch winzigere Magnetsonde auf seiner Spitze.

In der Natur berichten sie eine erfolgreiche Demonstration der Technik, wie sie das Innere der Magnetplatte 0,2 Mikrometer (200 Nanometer) gleichzeitig abgebildet. Sie verwendet einen dünnen Film aus einer handelsüblichen Nickel-Eisen magnetische Legierung namens Permalloy für den Datenträger.

"Im Wesentlichen konnten wir ferromagnetische Resonanz Messungen auf einen kleinen Bruchteil der Festplatte, dann bewegen unsere Sonde über ein kleines bisschen und Magnetresonanz dort, und so weiter," erklärt Denis Pelekhov, Direktor des ENCOMM NanoSystems Laboratory an der Ohio State. "Mit diesen Ergebnissen konnten wir sehen wie die magnetischen Eigenschaften in der Scheibe variieren."

Powering innovation

Experten glauben, dass Computerchips ausgestattet mit winzigen Magneten eines Tages High-Density Datenspeicher geben könnte.

Computer mit Magneten in ihren Prozessoren (CPUs) hätte nie zu booten. Der gesamte Computer würde innerhalb der CPU, so dass solche Geräte noch kleiner und weniger energiehungrig als auch enthalten sein.

Hammel ist der Auffassung, dass die Technik eines Tages auch nützliches Werkzeug in der biomedizinischen Forschungslabors.

Forscher konnten verwenden, um Gewebeproben der Plaques zu studieren, die im Hirngewebe und Arterien bilden und entwickeln vielleicht bessere Möglichkeiten im Körper zu erkennen. Wissen, wie diese Plaques bilden Studien für viele Erkrankungen, wie Alzheimer und Arteriosklerose fördern könnte.

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