CIQTEK, 반강자성 박막 자기 이미징 연구 지원

       최근 중국 과학기술대학교(USTC) 중국과학원 미세자기공명 핵심 연구실의 Jiangfeng Du와 Development Shi 그룹은 난징대학교의 Yuefeng Nie 및 Yurong Yang과 함께 다음과 같은 분야에서 진전을 이루었습니다. 반강자성 BiFeO3의 자체 지지 필름에 대한 현장 응력 조정 스캐닝 이미징을 수행하기 위해 다이아몬드 질소 공극 크로마토그래피(줄여서 NV 크로마토그래피)를 사용하여 반강자성 박막의 스캐닝 자기 이미징에 대한 실험적 연구입니다. 이번 연구 결과는 Advanced Functional Materials [Adv. 기능 교배. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3(BFO)는 Dzyalonshinskii-Moriya 상호작용으로 인해 사이클로이드 순서를 갖는 반강자성 물질이며, BFO 내 사이클로이드 순서와 응력 간의 상호작용 메커니즘이 이 분야의 주요 연구 초점입니다. 현재 연구에서는 현장에서 지속적으로 조절하기 어려운 BFO 재료의 응력을 조절하기 위해 에피택셜 방법을 사용했습니다. 이로 인해 임의 방향 응력 하에서 자기 순서의 변화 및 자기 순서의 위상 전이 근처의 진화 과정과 같은 자기 응력 상호 작용의 몇 가지 중요한 문제를 실험적으로 조사하는 것이 어렵습니다.

 

       이 연구에서 연구진은 분자빔 에피택시와 용해성 희생층 공정을 통해 자체 지지형 BFO 필름을 준비하고 주사 NV 현미경을 사용하여 응력 변조 하에서 필름의 주사 자기 이미징을 수행했습니다. 이미징 결과는 사이클로이드 순서가 1.5%의 변형률에서 약 12.6° 비틀어지는 것을 보여줍니다. 첫 번째 원리 계산은 실험적으로 관찰된 역자기 시퀀스 비틀림이 해당 응력에서 가장 낮은 에너지를 갖는다는 것을 보여줍니다.

 

 

그림 1. (a), (b) 자유 상태 및 1.5% 변형률에서 BFO의 실제 공간 스캐닝 자기 이미징 결과. (c), (d) 스캔된 영상 데이터의 푸리에 변환 결과. (e) 푸리에 변환의 각도 분포에 대한 통계적 결과는 자유 상태와 1.5% 변형 상태에서 12.6° 비틀림을 나타냅니다.

 

이 연구는 BFO 자체 지지형 박막의 자기 질서에 대한 첫 번째 연구이며, 스캐닝 이미징 기술의 현장 변조 및 높은 공간 해상도는 자기 응력 상호 작용 연구에 대한 새로운 사고 방식을 제공합니다. 이 결과는 반강자성박막의 이론적 연구와 새로운 자기기억장치의 응용에 유용하다.

 

 

그림 2. 제1자연원리에 의해 계산된 에너지-진자선 순차주기 관계곡선. 결정 방향과 평행한 진자선 순서 방향에 대한 계산 결과는 파란색 곡선으로 표시되며, 결정 방향과 7°, 14°, 18°, 27° 각도에 대한 에너지 곡선은 각각 다른 색상으로 표시됩니다. , 범례를 참조하십시오. 계산 결과는 14~18°에서 벗어나는 진자 선 순서가 더 안정적인 것으로 나타났습니다.

 

박사후 과정 학생 Zhe Ding, PhD 학생 Yumeng Sun 및 공동 연구 그룹 PhD 학생 Ningchong Zheng 및 Xingyue Ma가 이 연구의 공동 제1저자이며, Academician Jiangfeng Du, Yufeng Nie 교수 및 Yurong Yang 교수가 이 연구의 공동 교신저자입니다. 이 연구는 과학기술부, 중국 국립자연과학재단, 중국과학원 및 안후이성의 지원을 받았습니다.

 

논문 링크:

 

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

 

 

 

CIQTEK-양자 다이아몬드 원자현미경

 

감사의 글에서 저자는  NV 스캐닝 프로브가 CIQTEK에서 제공되었다고 언급합니다.

 

NV 스캐닝 프로브는 NV 색 중심 스핀 자기 공명 및 AFM 스캐닝 프로브 기술을 기반으로 한 양자 정밀 측정 장비로 나노미터 수준의 높은 공간 분해능과 초고화질로 시료의 자기 특성에 대한 정량적 비파괴 이미징이 가능합니다. 개별 스핀의 감지 감도. 자구 이미징, 2차원 재료, 위상학적 자기 구조, 초전도 자기 및 세포 이미징 분야에서 널리 사용되었습니다.