التطبيقات

ما هو نانو الألومينا؟ تستخدم نانو الألومينا على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل المواد الخزفية والمواد المركبة والفضاء وحماية البيئة والمحفزات وحاملاتها بسبب قوتها وصلابتها العالية ومقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة ومساحة سطحها الكبيرة المحددة [1]. وقد أدى هذا إلى التحسين المستمر لتكنولوجيا التطوير. حاليًا، قام العلماء بتحضير مواد الألومينا النانوية بأشكال مختلفة من أحادية البعد إلى ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك الشكل الكروي، والصفائح السداسية، والمكعب، والقضيبي، والليفي، والشبكي، والزهري، والمجعد، والعديد من الأشكال الشكلية الأخرى [2].   المسح المجهري الإلكتروني لجسيمات الألومينا النانوية   هناك العديد من الطرق لتحضير نانو الألومينا والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات رئيسية حسب طرق التفاعل المختلفة:  طرق الطور الصلب، الطور الغازي، والطور السائل [3]. من أجل التحقق من أن نتائج مساحيق الألومينا النانوية المحضرة هي كما هو متوقع، فمن الضروري وصف هيكل الألومينا تحت كل عملية، والأكثر بديهية من بين العديد من طرق التوصيف هي طريقة المراقبة المجهرية.   يتمتع المجهر الإلكتروني الماسح، باعتباره أحد معدات التوصيف المجهرية التقليدية، بمزايا التكبير الكبير، والدقة العالية، وعمق المجال الكبير، والتصوير الواضح، والإحساس المجسم القوي، وهو الجهاز المفضل لتوصيف هيكل نانو الألومينا.   يوضح الشكل التالي مسحوق الألومينا الذي تم تحضيره بموجب عمليات مختلفة تمت ملاحظتها باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية CIQTEK SEM5000، والذي يحتوي على مساحيق الألومينا النانوية على شكل مكعبات ورقائق وقضبان، وبأحجام جسيمات تتراوح من عشرات إلى مئات النانومترات.     CIQTEK المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية SEM5000   SEM5000 عبارة عن مجهر إلكتروني لمسح انبعاث المجال عالي الدقة وغني بالميزات، مع تصميم أسطواني متقدم، وتباطؤ داخل الأ

لعدة قرون، ظلت البشرية تستكشف المغناطيسية والظواهر المرتبطة بها دون توقف. في الأيام الأولى للكهرومغناطيسية وميكانيكا الكم، كان من الصعب على البشر أن يتخيلوا انجذاب المغناطيس للحديد، وقدرة الطيور أو الأسماك أو الحشرات على التنقل بين وجهات تبعد عن بعضها آلاف الأميال - وهي ظواهر مذهلة ومثيرة للاهتمام بنفس القدر. أصل مغناطيسي. تنشأ هذه الخصائص المغناطيسية من الشحنات المتحركة ودوران الجسيمات الأولية، والتي تكون سائدة مثل الإلكترونات.    أصبحت المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد نقطة بحثية ذات أهمية كبيرة، وهي تفتح اتجاهات جديدة لتطوير أجهزة الإلكترونيات السبينية، التي لها تطبيقات مهمة في الأجهزة الإلكترونية الضوئية الجديدة وأجهزة الإلكترونيات السبينية. ومؤخرًا، أطلقت رسائل الفيزياء 2021، العدد 12، أيضًا ميزة خاصة حول المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد، تصف تقدم المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد من الناحية النظرية والتجارب من وجهات نظر مختلفة.    يمكن لمادة مغناطيسية ثنائية الأبعاد لا يزيد سمكها عن بضع ذرات أن توفر الركيزة لإلكترونيات السيليكون الصغيرة جدًا. تتكون هذه المادة المذهلة من أزواج من الطبقات الرقيقة جدًا التي يتم تكديسها معًا بواسطة قوى فان دير فالس، أي القوى بين الجزيئات، بينما ترتبط الذرات الموجودة داخل الطبقات بروابط كيميائية. على الرغم من أنه سميك ذريًا فقط، إلا أنه لا يزال يحتفظ بالخصائص الفيزيائية والكيميائية من حيث المغناطيسية والكهرباء والميكانيكا والبصريات.     المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد الصورة المشار إليها من https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html   لاستخدام تشبيه مثير للاهتمام، كل إلكترون في مادة مغناطيسية ثنائية الأبعاد يشبه بوصلة صغيرة ذات قطبين شمالي وجنوبي، واتجاه "إبر البوصلة" هذه يحدد شدة المغنطة. عندما تتم محاذاة "إبر البوصلة" المتناهية الصغر هذه تلقائيًا، يشكل التسلسل المغناطيسي المرحلة الأساسية للمادة، مما يسمح بتحضير العديد من الأجهزة الوظيفية، مثل المولدات والمحركات، والذكريات المقاومة المغناطيسية، والحواجز البصرية. هذه الخاصية المذهلة جعلت المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد ساخنة أيضًا. على الرغم من أن عمليات تصنيع الدوائر المتكاملة آخذة في التحسن الآن، إلا أنها مقيدة بالفعل بالتأثيرات الكمومية مع تقلص الأجهزة. واجهت صناعة الإلكترونيات الدقيقة اختناقات مثل انخفاض الموثوقية وارتفاع استهلاك الطاقة، كما واجه قانون مور الذي استمر لما يقرب من 50 عامًا صعوبات أيضًا (قانون مور: يتضاعف عدد الترانزستورات التي يمكن استيعابها في دائرة متكاملة في حوالي 50 عامًا) كل 18 شهرًا). إذا أمكن استخدام المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد في المستقبل في مجال أجهزة الاستشعار المغناطيسية والذاكرة العشوائية وغيرها من أجهزة الإلكترونيات الدورانية الجديدة، فقد يكون من الممكن كسر عنق الزجاجة في أداء الدوائر المتكاملة.    نحن نعلم بالفعل أن بلورات فان دير فال المغناطيسية تحمل تأثيرات كهرومغناطيسية خاصة، وبالتالي فإن الدراسات المغناطيسية الكمية تعد خطوة أساسية في البحث عن المواد المغناطيسية ثنائية الأبعاد. ومع ذلك، لا تزال الدراسات التجريبية الكمية حول الاستجابة المغناطيسية لمثل هذه المغناطيسات على المستوى النانوي غير متوفرة إلى حد كبير. أبلغت بعض الدراسات الحالية عن تحقيق اكتشاف المغناطيسية البلورية على مقياس الميكرون، لكن هذه التقنيات لا توفر حتى الآن معلومات كمية حول المغنطة ...