Nuvarande elektronisk lagringsteknik kan i framtiden ersättas av enheter baserade på små magnetiska strukturer. Dessa individuella magnetiska regioner motsvarar bitar; de måste vara så små som möjligt och kunna växla snabbt. För att bättre förstå den bakomliggande fysiken och optimera komponenterna, olika tekniker kan användas för att visualisera magnetiseringsbeteendet.

Forskare vid Johannes Gutenberg-universitetet Mainz (JGU) i Tyskland har nu förfinat en elektronmikroskopbaserad teknik för att ta statiska bilder av dessa komponenter och för att filma höghastighetsväxlingsprocesserna. De har också använt en specialiserad signalbehandlingsteknik som undertrycker bildbrus. "Detta ger oss ett utmärkt tillfälle att undersöka magnetisering i små enheter, "Daniel Schönke från JGU Institute of Physics förklarade. Forskningen utfördes i samarbete med Surface Concept GmbH och resultaten har publicerats i tidskriften Granskning av vetenskapliga instrument .

Elektronmikroskopi med polarisationsanalys är en labbaserad teknik för avbildning av magnetiska strukturer. Jämfört med optiska metoder, den har fördelen med hög rumslig upplösning. Den största nackdelen är den tid det tar att få en bild för att uppnå ett bra signal-brusförhållande. Dock, den tid som krävs för att mäta den periodiskt exciterade och därför periodiskt förändrade magnetiska signalen kan förkortas genom att använda en digital faskänslig likriktare som endast detekterar signaler med samma frekvens som excitationen.

Sådan signalbehandling kräver att mätningar tidsupplöses. Instrumenteringen som utvecklats av forskarna vid JGU ger en tidsupplösning på bättre än 2 nanosekunder. Som ett resultat, tekniken kan användas för att undersöka höghastighetsmagnetiska omkopplingsprocesser. Det gör det också möjligt att både ta bilder och välja enskilda bilder vid en definierad tidpunkt inom hela excitationsfasen.

Denna utveckling innebär att tekniken nu är jämförbar med de mycket mer komplexa bildtekniker som används vid stora acceleratoranläggningar och öppnar möjligheten att undersöka magnetiseringsdynamiken för små magnetiska komponenter i laboratoriet.