CIQTEK aiuta la ricerca sull'imaging magnetico a film sottile antiferromagnetico

       Recentemente, il gruppo di Jiangfeng Du e Development Shi del Laboratorio Chiave di Risonanza Magnetica Microscopica, Accademia Cinese delle Scienze, Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC), insieme a Yuefeng Nie e Yurong Yang dell'Università di Nanchino, hanno fatto progressi nella lo studio sperimentale dell'imaging magnetico a scansione di film sottili antiferromagnetici utilizzando la cromatografia azoto-vaccante con diamante (cromatografia NV in breve) per eseguire l'imaging a scansione con stress-tuned in situ di film autoportanti di BiFeO3 antiferromagnetico. I risultati della ricerca sono stati pubblicati come "Observation of uniaxis strain tuned spin cycloid in a freestanding BiFeO3 film" in Advanced Functional Materials [Adv. Funz. Madre. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3 (BFO) è un materiale antiferromagnetico con ordine cicloidale dovuto all'interazione Dzyalonshinskii-Moriya e il meccanismo di interazione tra ordine cicloidale e stress all'interno del BFO ​​è uno dei principali obiettivi di ricerca in questo campo. Gli studi attuali hanno utilizzato metodi epitassiali per regolare lo stress nei materiali BFO, che sono difficili da modulare in situ e in modo continuo. Ciò rende difficile indagare sperimentalmente alcune questioni importanti nell’interazione dello stress magnetico, come il cambiamento dell’ordine magnetico sotto stress di orientamento arbitrario e il processo di evoluzione vicino alla transizione di fase dell’ordine magnetico.

 

       In questo lavoro, i ricercatori hanno preparato una pellicola BFO autosupportata mediante un processo di epitassia a fascio molecolare e strato sacrificale solubile, e hanno eseguito la scansione dell'imaging magnetico della pellicola sotto modulazione dello stress con un microscopio a scansione NV. I risultati dell'imaging mostrano che la sequenza cicloidale ruota di circa 12,6° con una deformazione dell'1,5%. I calcoli dei primi principi mostrano che la torsione della sequenza magnetica inversa osservata sperimentalmente ha l'energia più bassa alla sollecitazione corrispondente.

 

 

Figura 1. (a), (b) Risultati dell'imaging magnetico con scansione nello spazio reale del BFO ​​allo stato libero e con una deformazione dell'1,5%. (c), (d) Risultati della trasformata di Fourier dei dati di imaging scansionati. (e) Risultati statistici della distribuzione angolare della trasformata di Fourier nello stato libero e nello stato di deformazione dell'1,5% che mostrano 12,6° di torsione.

 

Questo lavoro è il primo studio dell'ordine magnetico dei film sottili autosupportati del BFO, e la modulazione in situ e l'elevata risoluzione spaziale della tecnica di imaging a scansione forniscono un nuovo modo di pensare per lo studio delle interazioni tra stress magnetico. Questo risultato è prezioso per lo studio teorico di film sottili antiferromagnetici e l'applicazione di nuovi dispositivi di memoria magnetica.

 

 

Fig. 2. La curva di relazione del periodo della sequenza delle linee energia-pendolo calcolata secondo il principio di prima natura. I risultati calcolati per la direzione della sequenza della linea del pendolo parallela alla direzione del cristallo sono mostrati in curve blu, e le curve di energia per gli angoli di 7°, 14°, 18° e 27° con la direzione del cristallo sono mostrate rispettivamente in diversi colori , vedere la legenda. I risultati del calcolo mostrano che l'ordine della linea del pendolo che devia da 14~18° è più stabile.

 

Lo studente post-dottorato Zhe Ding, lo studente dottorando Yumeng Sun e gli studenti dottorandi del gruppo collaboratore Ningchong Zheng e Xingyue Ma sono co-autori di questo lavoro, e l'accademico Jiangfeng Du, il professor Yufeng Nie e il professor Yurong Yang sono autori co-corrispondenti di questo lavoro. La ricerca è stata sostenuta dal Ministero della Scienza e della Tecnologia, dalla Fondazione nazionale cinese per le scienze naturali, dall’Accademia cinese delle scienze e dalla provincia di Anhui.

 

Link al documento:

 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202213725

 

 

 

Microscopia a forza atomica del diamante quantistico CIQTEK

 

Nei Ringraziamenti, gli autori menzionano che  la sonda di scansione NV è stata fornita da CIQTEK.

 

La sonda di scansione NV è uno strumento di misurazione di precisione quantistica basato sulla risonanza magnetica con spin centrato sul colore NV e sulla tecnologia della sonda di scansione AFM, che consente l'imaging quantitativo non distruttivo delle proprietà magnetiche dei campioni con elevata risoluzione spaziale a livello nanometrico e ultra-elevata sensibilità di rilevamento dei singoli giri. È stato ampiamente utilizzato nei campi dell'imaging di domini magnetici, dei materiali bidimensionali, delle strutture magnetiche topologiche, del magnetismo superconduttore e dell'imaging cellulare.