De huidige elektronische opslagtechnologie kan in de toekomst worden vervangen door apparaten die zijn gebaseerd op kleine magnetische structuren. Deze individuele magnetische gebieden komen overeen met bits; ze moeten zo klein mogelijk zijn en snel kunnen schakelen. Om de onderliggende fysica beter te begrijpen en de componenten te optimaliseren, verschillende technieken kunnen worden gebruikt om het magnetisatiegedrag te visualiseren.

Wetenschappers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) in Duitsland hebben nu een op elektronenmicroscoop gebaseerde techniek verfijnd om statische beelden van deze componenten vast te leggen en de snelle schakelprocessen te filmen. Ze hebben ook een gespecialiseerde signaalverwerkingstechnologie gebruikt die beeldruis onderdrukt. "Dit biedt ons een uitstekende gelegenheid om magnetisatie in kleine apparaten te onderzoeken, " Daniel Schönke van het JGU Institute of Physics legt uit. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Surface Concept GmbH en de resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Beoordeling van wetenschappelijke instrumenten .

Scanning-elektronenmicroscopie met polarisatieanalyse is een in het laboratorium gebaseerde techniek voor het afbeelden van magnetische structuren. Vergeleken met optische methoden, het heeft het voordeel van een hoge ruimtelijke resolutie. Het grootste nadeel is de tijd die nodig is om een ​​beeld te verwerven om een ​​goede signaal-ruisverhouding te bereiken. Echter, de tijd die nodig is om het periodiek geëxciteerde en dus periodiek veranderende magnetische signaal te meten, kan worden verkort door een digitale fasegevoelige gelijkrichter te gebruiken die alleen signalen detecteert met dezelfde frequentie als de excitatie.

Dergelijke signaalverwerking vereist dat metingen in de tijd worden opgelost. De door de wetenschappers van JGU ontwikkelde instrumentatie biedt een tijdresolutie van beter dan 2 nanoseconden. Als resultaat, de techniek kan worden gebruikt om snelle magnetische schakelprocessen te onderzoeken. Het maakt het ook mogelijk om zowel beelden vast te leggen als individuele beelden te selecteren op een bepaald tijdstip binnen de gehele excitatiefase.

Door deze ontwikkeling is de techniek nu vergelijkbaar met de veel complexere beeldvormingstechnieken die worden gebruikt bij grote versnellerfaciliteiten en wordt de mogelijkheid geopend om de magnetisatiedynamiek van kleine magnetische componenten in het laboratorium te onderzoeken.