CIQTEK が反強磁性薄膜磁気イメージング研究を支援

       最近、中国科学院、中国科学技術大学（USTC）の微小磁気共鳴主要研究室のJiangfeng Du氏とDevelopment Shi氏のグループは、南京大学のYuefeng Nie氏とYurong Yang氏とともに、次のような成果を上げた。ダイヤモンド窒素空孔クロマトグラフィー（略してNVクロマトグラフィー）を使用して、反強磁性BiFeO3の自己支持膜のその場応力調整走査イメージングを実行することによる、反強磁性薄膜の走査磁気イメージングの実験的研究。研究成果は、Advanced Functional Materials [Adv. 機能。メーター。2023、2213725]。

 

 

       BiFeO3 (BFO) は、ジャロンシンスキー-守谷相互作用によるサイクロイド秩序を持つ反強磁性材料であり、BFO 内のサイクロイド秩序と応力との相互作用機構は、この分野の主要な研究の焦点となっています。現在の研究では、BFO 材料の応力を制御するためにエピタキシャル法が使用されていますが、その場で継続的に調整することは困難です。このため、任意の配向応力下での磁気秩序の変化や磁気秩序の相転移付近の進化プロセスなど、磁気応力相互作用におけるいくつかの重要な問題を実験的に調査することが困難になります。

 

       この研究では、研究者らは分子線エピタキシーと可溶性犠牲層のプロセスによって自立型BFO膜を作製し、走査型NV顕微鏡を用いて応力変調下で膜の走査磁気イメージングを実行した。画像化の結果は、サイクロイドシーケンスが 1.5% のひずみで約 12.6° ねじれていることを示しています。第一原理計算によると、実験的に観察された逆磁気列ねじれは、対応する応力でエネルギーが最も低いことが示されています。

 

 

図 1. (a)、(b) 自由状態および 1.5% ひずみにおける BFO の実空間走査磁気イメージングの結果。(c)、(d) スキャンされた画像データのフーリエ変換結果。(e) フーリエ変換の角度分布の統計結果は、自由状態と 1.5% ひずみ状態で 12.6°のねじれを示します。

 

この研究は、BFO 自立薄膜の磁気秩序の最初の研究であり、走査イメージング技術のその場変調と高い空間分解能は、磁気応力相互作用の研究に新しい考え方を提供します。この結果は、反強磁性薄膜の理論的研究と新しい磁気メモリデバイスの応用にとって貴重です。

 

 

図 2. 第一自然原理によって計算されたエネルギーと振り子線系列周期関係曲線。結晶方向と平行な振り子の線列方向の計算結果を青い曲線で示し、結晶方向との角度7°、14°、18°、27°のエネルギー曲線をそれぞれ異なる色で示します。 、凡例を参照してください。計算結果は、振り子の線の次数が 14 ～ 18° から外れた方が安定していることを示しています。

 

博士研究員のZhe Ding、博士課程の学生Yumeng Sun、共同研究グループの博士課程の学生Ningchong ZhengとXingyue Maがこの論文の共同筆頭著者であり、学術研究員のJiangfeng Du、Yufeng Nie教授、Yurong Yang教授がこの論文の共同責任著者です。この研究は科学技術省、中国国家自然科学財団、中国科学院、安徽省の支援を受けた。

 

論文へのリンク:

 

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

 

 

 

CIQTEK-量子ダイヤモンド原子間力顕微鏡

 

著者らは謝辞の中で、  NV スキャニング プローブが CIQTEK によって提供されたと述べています。

 

NVスキャニングプローブは、NV色中心スピン磁気共鳴とAFMスキャニングプローブ技術に基づいた量子精密測定装置で、ナノメートルレベルの高い空間分解能と超高解像度のサンプルの磁気特性の定量的非破壊イメージングを可能にします。個々のスピンの検出感度。磁区イメージング、二次元材料、トポロジカル磁気構造、超伝導磁性、細胞イメージングの分野で広く使用されています。