Cercetătorii de la Universitatea din Illinois din Urbana-Champaign au dezvoltat tehnologie pentru a studia
Magnetismul microscopic se măsoară în mod tradițional cufolosind microscopia electronică cu transmisie de scanare sau STEM, în care un fascicul de electroni este focalizat pe un material. Interacțiunile electrice dintre fascicul și structura materialului sunt folosite pentru imaginea atomilor individuali din material, dar fasciculul interacționează și cu structura magnetică a materialului. Cele mai bune metode de până acum au reușit să obțină rezoluții de câțiva nanometri.
Pentru rezoluție mai mare,cercetătorii au folosit microscopia electronică cu patru dimensiuni mai puternică. Metodele STEM standard captează scăderea intensității unui fascicul în timp ce acesta interacționează cu un material, dar 4D-STEM captează modele complete de împrăștiere 2D pe măsură ce fasciculul de electroni scanează suprafața materialului în două direcții. Aceste date au permis cercetătorilor să caute semnale mai complexe de antiferomagnetism atomic în modele de fascicul complet.
Schemă pentru studierea proprietăților magneticeantiferomagnet: un fascicul de microscop cade pe un eșantion de material, detectorii colectează date despre „modelul magnetic”. Imagine: Colegiul Grainger de Inginerie de la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign
Magneți permanenți, care pot fi găsiți peste tot înfrigiderele există deoarece atomii lor constitutivi se comportă ca niște magneți în miniatură. Ele se aliniază și se combină pentru a forma un magnet mai mare într-un fenomen numit feromagnetism. Există unele materiale numite antiferomagneți, în care magneții atomici formează în schimb un model alternativ, astfel încât materialul nu are magnetizare netă.
Prin combinarea 4D-STEM cu modelarea magneticăcâmpurile din proba de arseniură de fier, cercetătorii au rezolvat ordinea magnetică la 6 angstromi. Deși acest lucru nu elimină efectele magnetice la scara atomilor individuali, le-a permis să rezolve modelul antiferomagnetic de arseniură de fier care se repetă în celulele cu 12 atomi.
Munca noastră a arătat că este posibil să se rezolveordine magnetică la scară mică în experimentele de microscopie electronică și în simulările cu rezoluție aproape atomică. Dezvoltăm în mod activ metode care se vor baza pe acest rezultat.
Pingshan Huang, profesor de știință și inginerie a materialelor și șef de cercetare
Citeste mai mult:
Oamenii de știință au studiat un obiect ultraluminos care încalcă legea fizicii
„Marea” de quarci în interiorul unui proton: în ce constă o particulă elementară
Privește harta cu cea mai mare rezoluție a lui Marte: 110.000 de cadre și 5,7 trilioane de pixeli