Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign mokslininkai sukūrė technologiją, skirtą studijuoti
Mikroskopinis magnetizmas tradiciškai matuojamasnaudojant skenuojančią perdavimo elektronų mikroskopiją arba STEM, kai elektronų pluoštas sufokusuojamas į medžiagą. Elektrinė pluošto ir medžiagos struktūros sąveika naudojama atskiriems medžiagos atomams vaizduoti, tačiau spindulys sąveikauja ir su medžiagos magnetine struktūra. Iki šiol geriausiais metodais buvo galima pasiekti kelių nanometrų skiriamąją gebą.
Norėdami gauti didesnę skiriamąją gebą,mokslininkai naudojo galingesnę keturmatę elektroninę mikroskopiją. Standartiniai STEM metodai fiksuoja pluošto intensyvumo sumažėjimą, kai jis sąveikauja su medžiaga, tačiau 4D-STEM užfiksuoja visus 2D sklaidos modelius, kai elektronų pluoštas nuskaito medžiagos paviršių dviem kryptimis. Šie duomenys leido tyrėjams ieškoti sudėtingesnių atominio antiferomagnetizmo signalų viso pluošto modeliuose.
Magnetinių savybių tyrimo schemaantiferomagnetas: ant medžiagos pavyzdžio krenta mikroskopo spindulys, detektoriai renka duomenis apie „magnetinį raštą“. Vaizdas: Graingerio inžinerijos koledžas Ilinojaus universitete Urbana-Champaign
Nuolatiniai magnetai, kuriuos galima rasti visuršaldytuvai egzistuoja, nes juos sudarantys atomai elgiasi kaip miniatiūriniai magnetai. Jie susilygina ir susijungia, kad sudarytų didesnį magnetą reiškinyje, vadinamame feromagnetizmu. Yra keletas medžiagų, vadinamų antiferomagnetais, kuriose atominiai magnetai sudaro kintamą raštą, todėl medžiaga neturi grynojo įmagnetinimo.
Sujungus 4D-STEM su magnetiniu modeliavimugeležies arsenido mėginio laukus, tyrėjai išsprendė magnetinę tvarką iki 6 angstremų. Nors tai nepanaikina magnetinio poveikio atskirų atomų mastu, tai leido jiems išspręsti geležies arsenido antiferomagnetinį modelį, kuris kartojasi 12 atomų ląstelėse.
Mūsų darbas parodė, kad tai įmanoma išspręstimažo masto magnetinė tvarka atliekant elektronų mikroskopijos eksperimentus ir beveik atominės skiriamosios gebos modeliavimą. Mes aktyviai kuriame metodus, kurie remsis šiuo rezultatu.
Pingshan Huang, medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius bei tyrimų vadovas
Skaityti daugiau:
Mokslininkai ištyrė itin ryškų objektą, kuris pažeidžia fizikos dėsnį
Kvarkų „jūra“ viename protone: iš ko susideda elementarioji dalelė
Pažiūrėkite į aukščiausios raiškos Marso žemėlapį: 110 000 kadrų ir 5,7 trilijono pikselių