일리노이 대학교 어바나 샴페인(Urban-Champaign) 연구진은 연구를 위한 기술을 개발했습니다.
미세 자기는 전통적으로 다음과 같이 측정됩니다.전자빔이 재료에 초점을 맞추는 주사 투과 전자 현미경 또는 STEM을 사용합니다. 빔과 재료 구조 사이의 전기적 상호 작용은 재료의 개별 원자를 이미지화하는 데 사용되지만 빔은 재료의 자기 구조와도 상호 작용합니다. 지금까지 가장 좋은 방법은 수 나노미터의 해상도를 달성할 수 있었습니다.
더 높은 해상도를 위해,연구원들은 더 강력한 4차원 전자 현미경을 사용했습니다. 표준 STEM 방법은 재료와 상호 작용할 때 빔의 강도 저하를 캡처하지만 4D-STEM은 전자 빔이 재료의 표면을 두 방향으로 스캔할 때 전체 2D 산란 패턴을 캡처합니다. 이 데이터를 통해 연구원들은 전체 빔 패턴에서 원자 반강자성의 더 복잡한 신호를 찾을 수 있었습니다.
자기 특성 연구 계획반강자성체: 현미경 빔이 재료 샘플에 떨어지고 감지기가 "자기 패턴"에 대한 데이터를 수집합니다. 이미지: University of Illinois Urbana-Champaign의 Grainger College of Engineering
어디에서나 볼 수 있는 영구자석냉장고는 구성 원자가 소형 자석처럼 거동하기 때문에 존재합니다. 그들은 강자성이라 불리는 현상에서 더 큰 자석을 형성하기 위해 정렬되고 결합됩니다. 반강자성체라는 물질이 있는데, 이 물질에서는 원자 자석이 교번 패턴을 형성하므로 물질에는 순 자화가 없습니다.
4D-STEM과 자기 모델링을 결합하여비화철 샘플의 자기장에서 연구원들은 자기 차수를 6 옹스트롬으로 분해했습니다. 이것은 개별 원자의 규모에서 자기 효과를 제거하지는 않지만 12개 원자의 셀에서 반복되는 비화철 반강자성 패턴을 분해할 수 있게 했습니다.
우리의 작업은 해결할 수 있음을 보여주었습니다.전자 현미경 실험과 거의 원자 분해능 시뮬레이션에서 소규모 자기 순서. 우리는 이 결과를 기반으로 할 방법을 적극적으로 개발하고 있습니다.
Pingshan Huang, 재료 과학 및 공학 교수 겸 연구 책임자
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