Изследователи от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн са разработили технология за изследване
Микроскопичният магнетизъм традиционно се измерва сизползвайки сканираща трансмисионна електронна микроскопия или STEM, при която електронен лъч се фокусира върху материал. Електрическите взаимодействия между лъча и структурата на материала се използват за изобразяване на отделни атоми в материала, но лъчът също взаимодейства с магнитната структура на материала. Най-добрите методи досега успяха да постигнат разделителна способност от няколко нанометра.
За по-висока резолюция,изследователите са използвали по-мощна четириизмерна електронна микроскопия. Стандартните STEM методи улавят спада в интензитета на лъча, докато той взаимодейства с материала, но 4D-STEM улавя пълни 2D модели на разсейване, тъй като електронният лъч сканира повърхността на материала в две посоки. Тези данни позволиха на изследователите да търсят по-сложни сигнали на атомен антиферомагнетизъм в модели на пълен лъч.
Схема за изследване на магнитни свойстваантиферомагнетик: микроскопски лъч пада върху проба от материал, детекторите събират данни за "магнитния модел". Изображение: Инженерният колеж Grainger към Университета на Илинойс Урбана-Шампейн
Постоянни магнити, които могат да бъдат намерени навсякъде вхладилниците съществуват, защото съставните им атоми се държат като миниатюрни магнити. Те се подравняват и комбинират, за да образуват по-голям магнит във явление, наречено феромагнетизъм. Има някои материали, наречени антиферомагнетици, в които атомните магнити вместо това образуват променлив модел, така че материалът няма нетно намагнитване.
Чрез комбиниране на 4D-STEM с магнитно моделиранеполета в пробата от железен арсенид, изследователите разрешиха магнитния ред на 6 ангстрьома. Въпреки че това не елиминира магнитните ефекти в мащаба на отделните атоми, това им позволи да разрешат антиферомагнитния модел на железен арсенид, който се повтаря в клетки от 12 атома.
Нашата работа показа, че е възможно да се разрешидребномащабен магнитен ред в експерименти с електронна микроскопия и в симулации с близка атомна резолюция. Ние активно разработваме методи, които ще надграждат този резултат.
Pingshan Huang, професор по материалознание и инженерство и ръководител на изследователския отдел
Прочетете още:
Учените са изследвали свръхярък обект, който нарушава закона на физиката
"Море" от кварки в един протон: от какво се състои една елементарна частица
Вижте картата на Марс с най-висока резолюция: 110 000 кадъра и 5,7 трилиона пиксела