Istraživači sa Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu razvili su tehnologiju za proučavanje
Mikroskopski magnetizam se tradicionalno mjeri skorištenje skenirajuće transmisijske elektronske mikroskopije, ili STEM, u kojoj se snop elektrona fokusira na materijal. Električne interakcije između snopa i strukture materijala koriste se za prikaz pojedinačnih atoma u materijalu, ali snop također stupa u interakciju s magnetskom strukturom materijala. Najboljim metodama do sada se postigla razlučivost od nekoliko nanometara.
Za veću rezoluciju,istraživači su koristili snažniju četverodimenzionalnu elektronsku mikroskopiju. Standardne STEM metode hvataju pad intenziteta zrake u interakciji s materijalom, ali 4D-STEM hvata pune 2D uzorke raspršenja dok elektronska zraka skenira površinu materijala u dva smjera. Ovi su podaci omogućili istraživačima da traže složenije signale atomskog antiferomagnetizma u obrascima punog snopa.
Shema za proučavanje magnetskih svojstavaantiferomagnet: mikroskopska zraka pada na uzorak materijala, detektori prikupljaju podatke o "magnetskom uzorku". Slika: Grainger College of Engineering na Sveučilištu Illinois Urbana-Champaign
Trajni magneti, koji se mogu naći posvuda uhladnjaci postoje jer se njihovi sastavni atomi ponašaju poput minijaturnih magneta. Oni se poravnavaju i kombiniraju kako bi formirali veći magnet u fenomenu koji se naziva feromagnetizam. Postoje neki materijali koji se nazivaju antiferomagneti, u kojima atomski magneti umjesto toga tvore izmjenični uzorak, tako da materijal nema neto magnetizaciju.
Kombinacijom 4D-STEM-a s magnetskim modeliranjempoljima u uzorku željeznog arsenida, istraživači su odredili magnetski poredak na 6 angstroma. Iako ovo ne eliminira magnetske učinke na razini pojedinačnih atoma, omogućilo im je da razriješe antiferomagnetski uzorak željeznog arsenida koji se ponavlja u stanicama od 12 atoma.
Naš rad je pokazao da je to moguće riješitimagnetski red malog mjerila u eksperimentima s elektronskom mikroskopijom iu simulacijama približne atomske rezolucije. Aktivno razvijamo metode koje će graditi na ovom rezultatu.
Pingshan Huang, profesor znanosti o materijalima i inženjerstva i voditelj istraživanja
Čitaj više:
Znanstvenici su proučavali ultra-blistavi objekt koji krši zakon fizike
"More" kvarkova unutar jednog protona: od čega se sastoji elementarna čestica
Pogledajte kartu najveće rezolucije Marsa: 110 000 okvira i 5,7 trilijuna piksela