CIQTEK помогает в исследованиях магнитной визуализации тонких антиферромагнитных пленок

       Недавно группа Цзянфэн Ду и Девелопмент Ши из Ключевой лаборатории микроскопического магнитного резонанса Китайской академии наук Китайского университета науки и технологий (USTC) вместе с Юэфэном Не и Юронгом Яном из Нанкинского университета добилась прогресса в экспериментальное исследование сканирующей магнитной визуализации тонких антиферромагнитных пленок с использованием алмазно-азотно-вакансионной хроматографии (сокращенно NV-хроматографии) для выполнения сканирующей визуализации in situ самоподдерживающихся пленок антиферромагнитного BiFeO3. Результаты исследования были опубликованы как «Наблюдение одноосной деформируемой спиновой циклоиды в отдельно стоящей пленке BiFeO3» в журнале Advanced Functional Materials [Adv. Функц. Матер. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3 (BFO) представляет собой антиферромагнитный материал с циклоидальным порядком, обусловленным взаимодействием Дзялоншинского-Мория, и механизм взаимодействия между циклоидным порядком и напряжением внутри BFO является основным направлением исследований в этой области. В текущих исследованиях используются эпитаксиальные методы для регулирования напряжения в материалах BFO, которые трудно модулировать непрерывно и на месте. Это затрудняет экспериментальное исследование некоторых важных вопросов взаимодействия магнитного напряжения, таких как изменение магнитного порядка при произвольном ориентационном напряжении и процесс эволюции вблизи фазового перехода магнитного порядка.

 

       В этой работе исследователи подготовили самонесущую пленку BFO с помощью процесса молекулярно-лучевой эпитаксии и растворимого жертвенного слоя, а также выполнили сканирующую магнитную визуализацию пленки при модуляции напряжения с помощью сканирующего NV-микроскопа. Результаты визуализации показывают, что циклоидальная последовательность скручивается примерно на 12,6° при деформации 1,5%. Расчеты из первых принципов показывают, что экспериментально наблюдаемая обратная закрутка магнитной последовательности имеет наименьшую энергию при соответствующем напряжении.

 

 

Рис. 1. (а), (б) Результаты сканирующей магнитной визуализации BFO в реальном пространстве в свободном состоянии и при деформации 1,5%. (c), (d) Результаты преобразования Фурье отсканированных данных изображения. (e) Статистические результаты углового распределения преобразования Фурье приводят к свободному состоянию и состоянию деформации 1,5%, показывающему кручение 12,6 °.

 

Эта работа является первым исследованием магнитного порядка самонесущих тонких пленок BFO, а модуляция in situ и высокое пространственное разрешение метода сканирующей визуализации открывают новый подход к изучению взаимодействий магнитного напряжения. Этот результат ценен для теоретического исследования тонких антиферромагнитных пленок и применения новых устройств магнитной памяти.

 

 

Рис. 2. Кривая зависимости периода последовательности линий энергии от маятника, рассчитанная по принципу первой природы. Результаты расчета для направления последовательности линий маятника, параллельного направлению кристалла, показаны синими кривыми, а энергетические кривые для углов 7°, 14°, 18° и 27° с направлением кристалла показаны разными цветами соответственно. , см. легенду. Результаты расчетов показывают, что порядок линий маятника, отклоняющийся от 14~18°, более устойчив.

 

Постдокторант Чжэ Дин, аспирант Юмэн Сунь и аспиранты сотрудничающей группы Нинчонг Чжэн и Синъюэ Ма являются соавторами этой работы, а академик Цзянфэн Ду, профессор Юфэн Не и профессор Юронг Ян являются соавторами этой работы. Исследование было поддержано Министерством науки и технологий, Национальным фондом естественных наук Китая, Китайской академией наук и провинцией Аньхой.

 

Ссылка на статью:

 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202213725

 

 

 

CIQTEK-Квантовая алмазная атомно-силовая микроскопия

 

В Благодарности авторы упоминают, что  датчик NV-сканирования был предоставлен компанией CIQTEK.

 

Сканирующий зонд NV представляет собой измерительный прибор с квантовой точностью, основанный на технологии цветоцентрированного спинового магнитного резонанса NV и технологии сканирования АСМ, который позволяет получать количественные неразрушающие изображения магнитных свойств образцов с высоким пространственным разрешением на нанометровом уровне и сверхвысокими чувствительность обнаружения отдельных вращений. Он широко используется в области визуализации магнитных доменов, двумерных материалов, топологических магнитных структур, сверхпроводящего магнетизма и визуализации клеток.