Des physiciens de l'Université du Luxembourg et leurs partenaires de recherche ont démontré pour la première fois dans une étude complète comment les matériaux magnétiques peuvent être examinés à l'aide de techniques de diffusion de neutrons. Les scientifiques ont publié leurs idées dans Critiques de la physique moderne , le journal de l'American Physical Society.

La plupart des appareils électroniques contiennent des matériaux magnétiques. Comprendre pourquoi les matériaux magnétiques ont certaines propriétés est crucial pour affiner ces technologies. "L'échelle de longueur mésoscopique, qui est le régime entre un nanomètre et un micromètre, détermine les propriétés de nombreux matériaux. Éléments de la microstructure d'un matériau, tels que les joints de grains entre les grains cristallins, ont une influence majeure sur la thermique, électrique, propriétés magnétiques et mécaniques d'un métal, " explique Andreas Michels, professeur associé en physique et matériaux à l'Université du Luxembourg et l'un des principaux auteurs de l'article.

La diffusion des neutrons est peut-être la méthode la plus importante pour examiner les processus à ce niveau. "En utilisant les techniques de diffusion des neutrons, vous pouvez avoir un aperçu de ces matériaux, similaire à l'utilisation d'une radiographie sur d'autres matériaux, " explique Michels. Pour arriver à ce résultat, les scientifiques bombardent d'abord des échantillons d'un matériau avec un faisceau de neutrons. L'interaction magnétique avec l'échantillon fait que les neutrons sont détournés de leur cours normal. Cette diffusion est déterminée à l'aide d'un détecteur. En utilisant des modèles théoriques, les scientifiques peuvent alors tirer des conclusions sur la microstructure des matériaux sur la base de la configuration des neutrons diffusés.

Le papier de révision, qui a été produit en coopération avec des chercheurs de l'Université technique de Munich, l'Université de Notre-Dame, l'Université du Minnesota, l'Institut Laue-Langevin et le Helmholtz-Zentrum Geesthacht, se concentre sur les techniques d'analyse. "Pour la première fois, nous avons entrepris une étude approfondie pour déterminer quelle grande classe de matériaux peut être recherchée à l'aide des techniques de diffusion des neutrons, " dit Andreas Michels. " Entre autres, nous nous intéressons aux supraconducteurs, aimants permanents, alliages à mémoire de forme, ferrofluides - presque tout le spectre des matériaux magnétiques, des utilisations spécifiques à la recherche fondamentale en physique du solide. »

Les résultats des travaux peuvent être utilisés par les physiciens et les chercheurs en matériaux pour obtenir un aperçu de la gamme d'applications de la technologie de diffusion des neutrons, mais aussi par des ingénieurs pour faire des prédictions sur la capacité de charge, usure normale, et les qualités des matériaux dans des conditions changeantes.