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Des scientifiques développent une nouvelle technique pour visualiser les fluctuations dans les matériaux

CCI ouvre des chemins vers des informations auparavant inaccessibles. L’équipe a démontré la CCI sur des échantillons constitués de couches magnétiques minces, et leurs résultats ont été publiés dans Mother nature.

Le royaume microscopique du monde est constamment en mouvement et marqué par une altération incessante. ces fluctuations peuvent donner lieu à des propriétés inhabituelles un exemple étant la transmission sans perte de courant électrique dans des supraconducteurs à haute température. Les fluctuations sont particulièrement prononcées lors des transitions de period, lorsqu’un matériau transform d’état, par exemple de solide à liquide lors de la fusion. Les scientifiques étudient également des transitions de section très différentes, telles que du non-conducteur au conducteur, du non-magnétique au magnétique, et des changements dans la composition cristalline. Beaucoup de ces processus sont utilisés dans la technologie et jouent également un rôle crucial dans le fonctionnement des organismes vivants.

Le problème  : trop d’éclairage peut endommager l’échantillon

un particular niveau d’éclairage est nécessaire

Une équipe internationale de scientifiques vient de trouver une alternative à ce problème. La clé de leur option était la prise de conscience que les modèles de fluctuation des matériaux ne sont souvent pas entièrement aléatoires. En se concentrant sur une petite partie de l’échantillon. mais le instant et la fréquence exacts de ces modèles étaient imprévisibles.

Néanmoins, les images contiennent encore suffisamment d’informations pour les séparer en groupes. Pour ce faire, l’équipe a d’abord dû créer un nouvel algorithme qui analyse les corrélations entre les visuals, d’où le nom de la méthode. Les instantanés au sein de chaque groupe sont très similaires et donc susceptibles de provenir du même schéma de fluctuation spécifique. Ce n’est que lorsque tous les plans d’un groupe sont visualisés ensemble qu’une image claire de l’échantillon émerge.

Un exemple : Filmer la « danse des domaines » en couches magnétiques

Les scientifiques ont créé cette nouvelle méthode pour résoudre un problème spécifique dans le domaine du magnétisme : les motifs microscopiques qui se produisent dans de fines couches ferromagnétiques. dans lesquelles l’aimantation pointe vers le haut ou vers le bas. Des movies magnétiques similaires sont utilisés dans les disques durs modernes où les deux différents sorts de domaines codent les bits avec “” ou “1”. Jusqu’à présent, on croyait que ces modèles étaient extrêmement stables. Mais est-ce réellement vrai?

Pour répondre à cette problem, l’équipe a étudié un échantillon constitué d’une telle couche magnétique à la Countrywide Synchrotron Gentle Resource II à Extensive Island près de New York, en utilisant la méthode CCI nouvellement développée. En effet, les motifs sont restés inchangés à température ambiante. Mais à une température légèrement élevée de 37 ° C (98 ° F), les domaines ont commencé à se déplacer de manière erratique, se déplaçant les uns les autres. Les scientifiques ont observé cette “danse des domaines” pendant plusieurs heures. Par la suite, ils ont créé une carte montrant l’emplacement préféré des frontières entre les domaines. Cette carte et le movie des mouvements ont permis de mieux comprendre les interactions magnétiques dans les matériaux.

De nouvelles opportunités pour la recherche sur les matériaux aux resources de rayons X

Le prochain objectif des scientifiques est d’utiliser la nouvelle méthode d’imagerie sur des lasers à électrons libres, tels que le XFEL européen à Hambourg. Ils sont convaincus que cette méthode améliorera notre compréhension du rôle des fluctuations et des processus stochastiques dans les propriétés des matériaux modernes et, par conséquent, découvrira de nouvelles méthodes pour les utiliser de manière plus dirigée.