Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, araştırma yapmak için teknoloji geliştirdiler
Mikroskobik manyetizma geleneksel olarak şu şekilde ölçülür:bir elektron ışınının bir malzemeye odaklandığı taramalı transmisyon elektron mikroskobu veya STEM kullanılarak. Işın ve malzemenin yapısı arasındaki elektriksel etkileşimler, malzemedeki tek tek atomları görüntülemek için kullanılır, ancak ışın aynı zamanda malzemenin manyetik yapısıyla da etkileşime girer. Şimdiye kadarki en iyi yöntemler, birkaç nanometrelik çözünürlüklere ulaşmayı başardı.
Daha yüksek çözünürlük için,araştırmacılar daha güçlü dört boyutlu elektron mikroskobu kullandılar. Standart STEM yöntemleri, bir malzemeyle etkileşime giren bir ışının yoğunluğundaki düşüşü yakalar, ancak 4D-STEM, elektron ışını malzemenin yüzeyini iki yönde tararken tam 2B saçılma modellerini yakalar. Bu veriler, araştırmacıların tam ışın modellerinde daha karmaşık atomik antiferromanyetizma sinyalleri aramasına izin verdi.
Manyetik özellikleri incelemek için şemaantiferromagnet: Bir malzeme örneğinin üzerine bir mikroskop ışını düşer, dedektörler "manyetik model" hakkında veri toplar. Resim: Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'ndeki Grainger Mühendislik Fakültesi
Dünyanın her yerinde bulunabilen kalıcı mıknatıslarBuzdolapları var çünkü onları oluşturan atomlar minyatür mıknatıslar gibi davranıyor. Ferromanyetizma adı verilen bir olayda daha büyük bir mıknatıs oluşturmak için hizalanırlar ve birleşirler. Antiferromıknatıs adı verilen ve atomik mıknatısların bunun yerine alternatif bir model oluşturduğu, dolayısıyla malzemenin net mıknatıslanmasının olmadığı bazı malzemeler vardır.
4D-STEM'i manyetik modelleme ile birleştirerekdemir arsenit örneğindeki alanlar, araştırmacılar manyetik düzeni 6 angstrom olarak çözdüler. Bu, bireysel atomlar ölçeğindeki manyetik etkileri ortadan kaldırmasa da, 12 atomlu hücrelerde kendini tekrar eden demir arsenit antiferromanyetik modelini çözmelerine izin verdi.
Çalışmamız çözmenin mümkün olduğunu göstermiştir.elektron mikroskobu deneylerinde ve atomik çözünürlüğe yakın simülasyonlarda küçük ölçekli manyetik düzen. Aktif olarak bu sonucun üzerine inşa edilecek yöntemler geliştiriyoruz.
Pingshan Huang, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü ve Araştırma Başkanı
Daha fazla oku:
Bilim adamları, fizik yasasını ihlal eden ultra parlak bir nesne üzerinde çalıştılar.
Bir protonun içindeki kuarkların "denizi": temel bir parçacık nelerden oluşur?
Mars'ın en yüksek çözünürlüklü haritasına bakın: 110.000 kare ve 5,7 trilyon piksel