Natuurkundigen van de Universiteit van Luxemburg en hun onderzoekspartners hebben voor het eerst in een uitgebreide studie aangetoond hoe magnetische materialen kunnen worden onderzocht met behulp van neutronenverstrooiingstechnieken. De wetenschappers hebben hun inzichten gepubliceerd in Beoordelingen van Moderne Natuurkunde , het tijdschrift van de American Physical Society.

De meeste elektronische apparaten bevatten magnetische materialen. Begrijpen waarom magnetische materialen bepaalde eigenschappen hebben, is cruciaal voor het verfijnen van deze technologieën. "De mesoscopische lengteschaal, dat is het regime tussen een nanometer en een micrometer, bepaalt de eigenschappen van veel materialen. Elementen in de microstructuur van een materiaal, zoals de korrelgrenzen tussen kristalkorrels, hebben een grote invloed op de thermische, elektrisch, magnetische en mechanische eigenschappen van een metaal, " legt Andreas Michels uit, universitair hoofddocent natuurkunde en materialen aan de Universiteit van Luxemburg en een van de hoofdauteurs van het artikel.

Misschien wel de belangrijkste methode om processen op dit niveau te onderzoeken, is neutronenverstrooiing. "Met behulp van neutronenverstrooiingstechnieken, je kunt een kijkje nemen in deze materialen, vergelijkbaar met het gebruik van een röntgenfoto op andere materialen, " legt Michels uit. Om dit resultaat te bereiken, de wetenschappers bombarderen eerst monsters van een materiaal met een neutronenbundel. Magnetische interactie met het monster zorgt ervoor dat de neutronen van hun normale koers worden afgeleid. Deze verstrooiing wordt bepaald door een detector. Met behulp van theoretische modellen, de wetenschappers kunnen dan conclusies trekken over de microstructuur van de materialen op basis van het patroon van de verstrooide neutronen.

Het recensiepapier, die werd geproduceerd in samenwerking met onderzoekers van de Technische Universiteit van München, de Universiteit van Notre Dame, de Universiteit van Minnesota, het Institut Laue-Langevin en het Helmholtz-Zentrum Geesthacht, richt zich op analysetechnieken. "Voor de eerste keer, we hebben een uitgebreide studie uitgevoerd om te bepalen welke brede klasse van materialen kan worden onderzocht met behulp van neutronenverstrooiingstechnieken, ", zegt Andreas Michels. "Onder andere we zijn geïnteresseerd in supergeleiders, permanente magneten, vormgeheugen legeringen, ferrovloeistoffen - bijna het hele spectrum van magnetische materialen, van specifiek gebruik tot fundamenteel onderzoek in de fysica van vaste stoffen."

De resultaten van het werk kunnen door natuurkundigen en materiaalonderzoekers worden gebruikt om een ​​overzicht te krijgen van het scala aan toepassingen voor neutronenverstrooiingstechnologie, maar ook door ingenieurs om voorspellingen te doen over het draagvermogen, slijtage, en de kwaliteiten van materialen onder veranderende omstandigheden.