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清华大学静教授课题组在透射电镜的电子磁手性二向色性技术(EMCD)研究中取得进展
2018-01-19 16:20:59 | 【 【打印】【关闭】

  在透射电子显微镜中,实现纳米尺度上定量磁参数的测量一直是一个具有挑战性的难题。2006年,电子磁手性二向色性技术(EMCD,Electron Magnetic Chiral Dichroism)的发明,实现了利用透射电子进行材料磁性的测量,成为了透射电镜中一种新的磁性表征手段。然而,传统的EMCD技术只能够测量单一方向(沿着电子束方向,即试样的面外方向)的磁信号,并且得到的也是材料饱和磁化状态下的磁参数,不能实现材料本征磁性质的测量,具有一定的局限性。   

  为了解决这个问题,清华大学材料学院朱静研究组发展出了面内EMCD测量技术,将EMCD技术磁性测量从平行于电子束方向拓宽到了垂直于电子束方向,实现了试样的面内EMCD信号测量,得到了材料本征磁状态下的磁信号。

  该工作从EMCD信号产生的基本原理出发,指出EMCD技术测量磁信号的方向是由电子的动量转移决定的,选择不同方向的动量转移就能够实现不同方向的EMCD信号测量。通过计算模拟,首先从理论上证明了实验测试获得试样面内方向EMCD信号的可能性。并且结合模拟结果,设计出了新的衍射构图来分离不同方向的EMCD信号。在实验中以典型的金属单质 Co为例,在透射电镜的Lorentz模式下,使样品处于本征磁状态,首次从实验上验证了面内EMCD技术的可行性,并且实现了本征状态下EMCD信号的探测。这部分工作发表在Nature Communications上(DOI: 10.1038/ncomms15348)。

  该工作是由清华大学材料学院国家电子显微镜中心(北京)朱静研究组完成,论文第一作者为材料学院博士生宋东升,通讯作者为朱静教授。参与该工作的还有德国于利希研究中心的Rafal Dunin-Borkowski教授,李子安博士,Amir Tavabi博士和Andras Kovacs博士,瑞典乌普萨拉大学Jan Rusz博士,德国马普所的Gunther Richter教授和黄文婷博士。

  该研究工作得到了国家自然科学基金和973项目的支持。

  文章链接:https://www.nature.com/articles/ncomms15348

 

    来源:清华大学http://www.mse.tsinghua.edu.cn/publish/mse/142/2017/20170523112847123464360/20170523112847123464360_.html

 

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