IMAGING

Sebuah hard drive komputer menyimpan informasi dengan cara penyelarasan magnetik bit mikroskopis yang stud permukaannya. NIST peneliti telah mengembangkan suatu bentuk modifikasi dari pemindaian mikroskop elektron yang dapat mengungkapkan karakteristik magnetik seperti permukaan tanpa mengganggu magnetisasi. Teknologi ini berguna untuk memahami dan membangun berbagai perangkat memori komputer serta sistem elektronik lainnya yang mengandalkan pada sifat magnetik daripada muatan listrik.
Keterangan:
Scanning mikroskop elektron secara luas digunakan untuk memeriksa permukaan bahan yang digunakan dalam komputer dan perangkat elektronik lainnya. Mendeteksi bagaimana seberkas elektron dari permukaan scatters memberikan gambaran topografi puncak dan lembah. Selain itu, pengukuran elektron dilepaskan dari permukaan oleh berkas masuk mengungkapkan informasi mengenai karakteristik elektron dalam struktur atom material. Dan untuk bahan ferromagnetic seperti besi, scanning elektron mikroskop dapat memetakan permukaan magnet.

Bahan feromagnetik, seperti besi, menjadi permanen magnet ketika elektron yang semua berjajar dalam arah yang sama. Elektron berperilaku seperti magnet kecil, dengan alignment sesuai dengan orientasi mereka berputar. Ketika berkas elektron berinteraksi dengan permukaan magnetik, spin dari elektron yang dipancarkan dari permukaan mencerminkan orientasi magnetik permukaan itu.

Proyek peneliti telah mengembangkan metode untuk mendeteksi spin elektron tersebut dikeluarkan dari mana mereka dapat membuat peta magnetik dari permukaan dengan warna yang berbeda sesuai dengan arah magnet yang berbeda. Di lain teknik pencitraan magnetik, seperti mikroskop gaya magnet, probe magnetik kecil berinteraksi dengan permukaan, berpotensi mengubah magnetisasi nya. Teknik, yang disebut scanning mikroskop elektron dengan analisis polarisasi (SEMPA), tidak mengganggu sifat magnetik dari permukaan yang diukur.

permukaan Ferromagnetik dan film tipis dengan struktur semakin kecil penting untuk membangun sirkuit yang lebih kecil dan menyimpan data dengan kepadatan tinggi. SEMPA dapat memeriksa film hanya beberapa atom tebal pada resolusi nanometer sepuluh. Sebagai alat diagnostik, memungkinkan para peneliti industri untuk mendapatkan peta magnetik rinci permukaan, kemampuan yang membantu dalam desain perangkat dan perbaikan.

Secara umum, penggunaan SEMPA untuk lebih memahami sifat magnetik pada skala nano memiliki berbagai aplikasi. Salah satu contoh yang aktif diteliti oleh peneliti NIST adalah magnet random access memory (MRAM) untuk komputer, yang menggunakan spin elektronik untuk menyimpan dan membaca data. SEMPA membantu peneliti NIST mengukur properti magnetik dari oksida dan bahan-bahan magnetik muncul, dan untuk menyelidiki bagaimana interaksi magnetik dalam bahan berbeda pada skala nano dibandingkan dengan macroscale tersebut.

SEMPA juga berkontribusi pada bidang tumbuh disebut spintronics, yang menggunakan elektron berputar daripada biaya untuk menyandikan dan 0s 1s data biner. Dengan SEMPA, peneliti NIST telah menyediakan alat serbaguna yang dapat memperbaiki teknologi saat ini dan akan membantu mengembangkan perangkat masa depan yang memanfaatkan sifat magnetik.