CIQTEK contribue à la recherche sur l'imagerie magnétique à couches minces antiferromagnétiques

       Récemment, le groupe de Jiangfeng Du et Development Shi du Laboratoire clé de résonance magnétique microscopique de l'Académie chinoise des sciences de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC), ainsi que Yuefeng Nie et Yurong Yang de l'Université de Nanjing, ont fait des progrès dans l'étude expérimentale de l'imagerie magnétique par balayage de films minces antiferromagnétiques en utilisant la chromatographie de lacune à l'azote au diamant (chromatographie NV en abrégé) pour réaliser une imagerie par balayage in situ adaptée aux contraintes de films autosupportés de BiFeO3 antiferromagnétique. Les résultats de la recherche ont été publiés sous le titre "Observation d'une cycloïde de spin accordée par contrainte uniaxiale dans un film BiFeO3 autoportant" dans Advanced Functional Materials [Adv. Fonction. Maître. 2023, 2213725].

 

 

       BiFeO3 (BFO) est un matériau antiferromagnétique d'ordre cycloïdal dû à l'interaction Dzyalonshinskii-Moriya, et le mécanisme d'interaction entre l'ordre cycloïdal et la contrainte au sein du BFO constitue un axe de recherche majeur dans ce domaine. Les études actuelles ont utilisé des méthodes épitaxiales pour réguler les contraintes dans les matériaux BFO, difficiles à moduler in situ et en continu. Cela rend difficile l'étude expérimentale de certains problèmes importants liés à l'interaction magnétique-contrainte, tels que le changement d'ordre magnétique sous une contrainte d'orientation arbitraire et le processus d'évolution proche de la transition de phase de l'ordre magnétique.

 

       Dans ce travail, les chercheurs ont préparé un film BFO autosupporté par un processus d'épitaxie par jet moléculaire et de couche sacrificielle soluble, et ont réalisé une imagerie magnétique à balayage du film sous modulation de contrainte avec un microscope à balayage NV. Les résultats d'imagerie montrent que la séquence cycloïdale se tord d'environ 12,6° avec une déformation de 1,5 %. Les calculs des premiers principes montrent que la torsion de séquence magnétique inverse observée expérimentalement a l'énergie la plus faible à la contrainte correspondante.

 

 

Figure 1. (a), (b) Résultats d'imagerie magnétique à balayage dans l'espace réel du BFO à l'état libre et à une déformation de 1,5 %. (c), (d) Résultats de la transformée de Fourier des données d'imagerie numérisées. (e) Résultats statistiques de la distribution angulaire de la transformée de Fourier à l'état libre et à l'état de déformation à 1,5 % montrant 12,6° de torsion.

 

Ce travail est la première étude de l'ordre magnétique des films minces autosupportés de BFO, et la modulation in situ et la haute résolution spatiale de la technique d'imagerie par balayage offrent une nouvelle façon de penser pour l'étude des interactions magnétiques-contraintes. Ce résultat est précieux pour l’étude théorique des couches minces antiferromagnétiques et l’application de nouveaux dispositifs de mémoire magnétique.

 

 

Fig. 2. Courbe de relation de période de séquence de ligne énergie-pendule calculée par le principe de première nature. Les résultats calculés pour la direction de la séquence de lignes du pendule parallèle à la direction du cristal sont représentés par des courbes bleues, et les courbes d'énergie pour les angles de 7°, 14°, 18° et 27° avec la direction du cristal sont représentées respectivement par différentes couleurs. , voir la légende. Les résultats du calcul montrent que l'ordre de la ligne du pendule s'écartant de 14 à 18° est plus stable.

 

L'étudiant postdoctoral Zhe Ding, le doctorant Yumeng Sun et les doctorants du groupe collaborateur Ningchong Zheng et Xingyue Ma sont les co-premiers auteurs de ce travail, et l'académicien Jiangfeng Du, le professeur Yufeng Nie et le professeur Yurong Yang sont les auteurs co-correspondants de ce travail. La recherche a été soutenue par le ministère des Sciences et de la Technologie, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, l'Académie chinoise des sciences et la province d'Anhui.

 

Lien vers le document :

 

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

 

 

 

Microscopie à force atomique CIQTEK-Quantum Diamond

 

Dans les remerciements, les auteurs mentionnent que  la sonde à balayage NV a été fournie par CIQTEK.

 

La sonde à balayage NV est un instrument de mesure de précision quantique basé sur la résonance magnétique de spin centrée sur la couleur NV et la technologie de sonde à balayage AFM, qui permet une imagerie quantitative non destructive des propriétés magnétiques des échantillons avec une résolution spatiale élevée au niveau nanométrique et ultra-élevée. sensibilité de détection des spins individuels. Il a été largement utilisé dans les domaines de l'imagerie du domaine magnétique, des matériaux bidimensionnels, des structures magnétiques topologiques, du magnétisme supraconducteur et de l'imagerie cellulaire.