CIQTEK ajuda na pesquisa de imagens magnéticas de filme fino antiferromagnético

       Recentemente, o grupo de Jiangfeng Du e Development Shi do Laboratório Chave de Ressonância Magnética Microscópica da Academia Chinesa de Ciências da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC), juntamente com Yuefeng Nie e Yurong Yang da Universidade de Nanjing, fizeram progressos em o estudo experimental de varredura de imagens magnéticas de filmes finos antiferromagnéticos usando cromatografia com diamante com vacância de nitrogênio (abreviadamente cromatografia NV) para realizar imagens de varredura sintonizadas por estresse in situ de filmes autossuportados de BiFeO3 antiferromagnético. Os resultados da pesquisa foram publicados como "Observação de spin ciclóide sintonizado por deformação uniaxial em um filme BiFeO3 independente" em Advanced Functional Materials [Adv. Função. Matéria. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3 (BFO) é um material antiferromagnético com ordem cicloidal devido à interação Dzyalonshinskii-Moriya, e o mecanismo de interação entre ordem cicloidal e tensão dentro do BFO é um importante foco de pesquisa neste campo. Estudos atuais utilizaram métodos epitaxiais para regular a tensão em materiais BFO, que são difíceis de modular in situ e continuamente. Isto dificulta a investigação experimental de algumas questões importantes na interação tensão magnética, como a mudança da ordem magnética sob tensão de orientação arbitrária e o processo de evolução próximo à transição de fase da ordem magnética.

 

       Neste trabalho, os pesquisadores prepararam um filme BFO autossustentado por um processo de epitaxia de feixe molecular e camada sacrificial solúvel, e realizaram varredura magnética do filme sob modulação de estresse com um microscópio NV de varredura. Os resultados de imagem mostram que a sequência cicloidal gira cerca de 12,6° a uma tensão de 1,5%. Os cálculos dos primeiros princípios mostram que a torção da sequência magnética inversa observada experimentalmente tem a energia mais baixa na tensão correspondente.

 

 

Figura 1. (a), (b) Resultados de imagens magnéticas de varredura em espaço real do BFO no estado livre e com tensão de 1,5%. (c), (d) Resultados da transformada de Fourier dos dados de imagem digitalizados. (e) Os resultados estatísticos da distribuição angular da transformada de Fourier resultam no estado livre e no estado de deformação de 1,5% mostrando 12,6° de torção.

 

Este trabalho é o primeiro estudo da ordem magnética de filmes finos autossuportados de BFO, e a modulação in situ e a alta resolução espacial da técnica de varredura de imagem fornecem uma nova maneira de pensar para o estudo das interações de tensão magnética. Este resultado é valioso para o estudo teórico de filmes finos antiferromagnéticos e a aplicação de novos dispositivos de memória magnética.

 

 

Figura 2. Curva de relação entre período e sequência de linha energia-pêndulo calculada pelo primeiro princípio da natureza. Os resultados calculados para a direção de sequência da linha do pêndulo paralela à direção do cristal são mostrados em curvas azuis, e as curvas de energia para os ângulos de 7°, 14°, 18° e 27° com a direção do cristal são mostradas em cores diferentes, respectivamente. , veja a legenda. Os resultados do cálculo mostram que a ordem da linha do pêndulo que se desvia de 14~18° é mais estável.

 

O estudante de pós-doutorado Zhe Ding, o estudante de doutorado Yumeng Sun e os estudantes de doutorado do grupo colaborador Ningchong Zheng e Xingyue Ma são co-autores deste trabalho, e o acadêmico Jiangfeng Du, o professor Yufeng Nie e o professor Yurong Yang são co-autores correspondentes deste trabalho. A pesquisa foi apoiada pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pela Academia Chinesa de Ciências e pela província de Anhui.

 

Link para o artigo:

 

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

 

 

 

Microscopia de Força Atômica de Diamante Quântico CIQTEK

 

Nos Agradecimentos, os autores mencionam que  a sonda de varredura NV foi fornecida pela CIQTEK.

 

A sonda de varredura NV é um instrumento de medição de precisão quântica baseado em ressonância magnética de spin centrado em cores NV e tecnologia de sonda de varredura AFM, que permite imagens quantitativas não destrutivas das propriedades magnéticas de amostras com alta resolução espacial em nível nanométrico e ultra-alta sensibilidade de detecção de spins individuais. Tem sido amplamente utilizado nas áreas de imagem de domínio magnético, materiais bidimensionais, estruturas magnéticas topológicas, magnetismo supercondutor e imagem celular.