CIQTEK ayuda a la investigación de imágenes magnéticas de película delgada antiferromagnética

       Recientemente, el grupo de Jiangfeng Du y Development Shi en el Laboratorio Clave de Resonancia Magnética Microscópica de la Academia China de Ciencias, Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC), junto con Yuefeng Nie y Yurong Yang en la Universidad de Nanjing, han logrado avances en el estudio experimental de escaneo de imágenes magnéticas de películas delgadas antiferromagnéticas mediante el uso de cromatografía de vacantes de nitrógeno con diamante (cromatografía NV para abreviar) para realizar imágenes de escaneo in situ ajustadas por estrés de películas autoportantes de BiFeO3 antiferromagnético. Los resultados de la investigación se publicaron como "Observación de la cicloide de espín sintonizada por tensión uniaxial en una película independiente de BiFeO3" en Advanced Functional Materials [Adv. Función. Madre. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3 (BFO) es un material antiferromagnético con orden cicloidal debido a la interacción Dzyalonshinskii-Moriya, y el mecanismo de interacción entre el orden cicloidal y la tensión dentro del BFO ​​es un importante foco de investigación en este campo. Los estudios actuales han utilizado métodos epitaxiales para regular la tensión en materiales BFO, que son difíciles de modular in situ y de forma continua. Esto dificulta la investigación experimental de algunas cuestiones importantes en la interacción magnético-estrés, como el cambio de orden magnético bajo tensión de orientación arbitraria y el proceso de evolución cerca de la transición de fase del orden magnético.

 

       En este trabajo, los investigadores prepararon una película BFO autoportante mediante un proceso de epitaxia de haz molecular y capa de sacrificio soluble, y realizaron imágenes magnéticas de escaneo de la película bajo modulación de tensión con un microscopio NV de barrido. Los resultados de las imágenes muestran que la secuencia cicloidal gira aproximadamente 12,6° con una tensión del 1,5%. Los cálculos de los primeros principios muestran que el giro de secuencia magnética inversa observado experimentalmente tiene la energía más baja con la tensión correspondiente.

 

 

Figura 1. (a), (b) Resultados de imágenes magnéticas de escaneo en espacio real del BFO ​​en estado libre y con una tensión del 1,5%. (c), (d) Resultados de la transformada de Fourier de los datos de imágenes escaneadas. (e) Los resultados estadísticos de la distribución angular de la transformada de Fourier dan como resultado el estado libre y el estado de deformación al 1,5% que muestran 12,6° de torsión.

 

Este trabajo es el primer estudio del orden magnético de películas delgadas autoportantes de BFO, y la modulación in situ y la alta resolución espacial de la técnica de escaneo de imágenes proporcionan una nueva forma de pensar para el estudio de las interacciones entre estrés magnético. Este resultado es valioso para el estudio teórico de películas delgadas antiferromagnéticas y la aplicación de nuevos dispositivos de memoria magnética.

 

 

Fig. 2. Curva de relación del período de secuencia de líneas de energía-péndulo calculada según el principio de la primera naturaleza. Los resultados calculados para la dirección de la secuencia de líneas del péndulo paralela a la dirección del cristal se muestran en curvas azules, y las curvas de energía para los ángulos de 7°, 14°, 18° y 27° con la dirección del cristal se muestran en diferentes colores, respectivamente. , ver la leyenda. Los resultados del cálculo muestran que el orden de las líneas del péndulo que se desvía de 14 a 18° es más estable.

 

El estudiante postdoctoral Zhe Ding, el estudiante de doctorado Yumeng Sun y los estudiantes de doctorado del grupo colaborador Ningchong Zheng y Xingyue Ma son coautores principales de este trabajo, y el académico Jiangfeng Du, el profesor Yufeng Nie y el profesor Yurong Yang son coautores correspondientes de este trabajo. La investigación contó con el apoyo del Ministerio de Ciencia y Tecnología, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Academia de Ciencias de China y la provincia de Anhui.

 

Enlace al artículo:

 

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

 

 

 

Microscopía de fuerza atómica de diamante cuántico CIQTEK

 

En los Agradecimientos, los autores mencionan que  la sonda de escaneo NV fue proporcionada por CIQTEK.

 

La sonda de escaneo NV es un instrumento de medición de precisión cuántica basado en la resonancia magnética de espín centrada en el color NV y la tecnología de sonda de escaneo AFM, que permite obtener imágenes cuantitativas no destructivas de las propiedades magnéticas de las muestras con alta resolución espacial a nivel nanométrico y ultra alta. Sensibilidad de detección de giros individuales. Ha sido ampliamente utilizado en los campos de imágenes de dominio magnético, materiales bidimensionales, estructuras magnéticas topológicas, magnetismo superconductor e imágenes de células.