Το σύστημα απεικόνισης μικροσκοπίας Kerr διευκολύνει νέες επιστημονικές ανακαλύψεις στην σπιντρονική στο Πανεπιστήμιο Xi'an Jiaotong

Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα από το Κέντρο Σπιντρονικής και Κβαντικών Συστημάτων της Σχολής Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών του Πανεπιστημίου Xi'an Jiaotong,δημοσίευσε ένα πολύτιμο ερευνητικό έγγραφο στο γνωστό επιστημονικό περιοδικό νανοκλίμακας, Nanoscale (επιστημονικό περιοδικό της Βασιλικής Εταιρείας Χημείας), με τίτλο "Αναστροφή σημάτων που εξαρτώνται από τη θερμοκρασία της μαγνητοαντίστασης σήραγγας σε σιδηρομαγνητικές ετεροσυνδέσεις van der Waals." Αυτό το περιοδικό επικεντρώνεται σε προηγμένους τομείς έρευνας όπως τα νανοϋλικά, σπιντρονική και συσκευές χαμηλών διαστάσεων, που κατέχουν σημαντική επιρροή στη βιομηχανία.Η πρόσφατη δημοσίευση αυτών των ευρημάτων από την ομάδα του Πανεπιστημίου Xi'an Jiaotong εισάγει νέα ζωτικότητα στην εφαρμογή των μαγνητικών ετεροσυνδέσεων van der Waals σε σπιντρονικές συσκευέςΠίσω από αυτή την ανακάλυψη, το σύστημα απεικόνισης μικροσκοπίας λέιζερ Kerr χαμηλής θερμοκρασίας ισχυρού πεδίου KMP-L, που αναπτύχθηκε ανεξάρτητα από την Truth Instruments, διαδραμάτισε κρίσιμο ρόλο. It provided direct and reliable experimental evidence for analyzing the interlayer magnetic coupling mechanism and tunneling magnetoresistance (TMR) characteristics of van der Waals ferromagnetic heterojunctions, που χρησιμεύει ως βασική τεχνική χαρακτηρισμού για την προώθηση του σχεδιασμού σπιντρονικών συσκευών.

Το σήμα Kerr χαρακτηρίστηκε χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μέτρησης MOKE (KMP-L, Truth Instruments).Οι μετρήσεις MOKE πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας μια κανονικά εισερχόμενη ακτίνα λέιζερ HeNe (λ = 633 nm) με γραμμική πόλωση και διάμετρο εστιασμένου σημείου περίπου 5 μmΚατά τη διάρκεια των μετρήσεων, το μαγνητικό πεδίο εφαρμόστηκε με συνέπεια κάθετα προς την οριζόντια κατεύθυνση της συσκευής.

Οι μαγνητικές συνδέσεις σήραγγας (MTJ) είναι τα βασικά στοιχεία των σπιντρονικών συσκευών,και ο έλεγχος του σήματος της μαγνητοαποστάσεις σήραγγας τους (TMR) είναι ζωτικής σημασίας για την επέκταση της λειτουργικότητας της συσκευήςΣτις σιδηρομαγνητικές ετεροσυνδέσεις van der Waals (vdW), η σύνδεση μεταξύ των μαγνητικών στρωμάτων και η επίδραση της θερμοκρασίας στον μηχανισμό TMR αποτελούν βασικούς τομείς έρευνας.Ο ακριβής χαρακτηρισμός των δομών μαγνητικού τομέα μικροεπίπεδου και των ιδιοτήτων υστερέσης είναι ένα βασικό στοιχείο για την επίλυση αυτών των μηχανισμών.

Η τεχνική μέτρησης του μαγνητο-οπτικού αποτελέσματος Kerr (MOKE), ειδικά ένα σύστημα που συνδυάζει υψηλής ακρίβειας σάρωση κυκλώματος υστερέσης με δυνατότητες απεικόνισης μικροεδαφών υψηλής ανάλυσης,μπορεί να παρατηρήσει άμεσα την εξέλιξη του μαγνητικού τομέα και να διαφοροποιήσει τις μαγνητικές ιδιότητες των διαφορετικών περιοχών, παρέχοντας απαραίτητα πειραματικά στοιχεία για την κατανόηση των αρχών μαγνητικής σύνδεσης μεταξύ στρωμάτων και ελέγχου TMR.

Σε αυτό το έγγραφο, το σύστημα απεικόνισης μικροσκοπίας λέιζερ Κερ της Truth Instruments KMP-L χαμηλής θερμοκρασίας ισχυρού πεδίου έπαιξε καθοριστικό ρόλο.Μέσω της υψηλής ανάλυσης λειτουργίας απεικόνισης μαγνητικού τομέα, κατέγραψε με σαφήνεια τα αντίθετα μαγνητικά πεδία μεταξύ της περιοχής που καλύπτεται από CVI και της περιοχής FGT στην ετεροσύνδεση CVI/FGT σε 50K,Επενδύοντας άμεσα στην αντιφαινομαγνητική τους σύνδεση σε μηδενικό μαγνητικό πεδίοΧρησιμοποιώντας την ικανότητα ανίχνευσης σημείων μικροεπίπεδου, οι βρόχοι υστερέσης μετρήθηκαν σε διαφορετικές περιοχές της ετεροσυνδέσεως (όπως η περιοχή επαφής CVI και FGT, και η εκτεθειμένη περιοχή FGT),διαχωρίζοντας σαφώς τις διαφορές καταναγκαστικού πεδίου μεταξύ CVI και FGT και αποκλείοντας μηχανισμούς παρεμβολής όπως το σπιν-πιν και η μεταφορά φορτίουΣε συνδυασμό με την ευρεία δυνατότητα δοκιμών θερμοκρασίας, the system supported the study of TMR sign reversal and the temperature-dependent control of magnetic coupling strength by observing the subtle changes in the hysteresis loops in the critical region near the Curie temperature of CVI (60K)Το KMP-L παρείχε άμεσα και αξιόπιστα πειραματικά στοιχεία για την ανάλυση των μαγνητικών επιδράσεων μεταξύ των στρωμάτων και των χαρακτηριστικών TMR της σιδηρομαγνητικής ετεροσύνδεσης van der Waals.καθιστώντας την βασική τεχνική χαρακτηρισμού για την προώθηση του σχεδιασμού σπιντρονικών συσκευών.

Τα χαρακτηριστικά του KMP-L της Truth Instruments ταιριάζουν απόλυτα με τις απαιτήσεις της έρευνας 2D σιδηρομαγνητικών υλικών"αδύναμος μαγνητισμός, μικρό μέγεθος δείγματος και η ανάγκη για τεστ ευρέος εύρους θερμοκρασίας." Παρέχει ακριβή και αξιόπιστα πειραματικά στοιχεία για την επίλυση του μηχανισμού αντιφαιρομαγνητικής ζεύξης και της αρχής αντιστροφής σήματος TMR, που χρησιμεύει ως κρίσιμο σύνδεσμο μεταξύ της μικροσκοπικής μαγνητικής δομής του υλικού και της μακροσκοπικής απόδοσης της συσκευής.

This collaboration once again validates the value of domestically produced high-end instrumentation—it not only provides reliable characterization support for cutting-edge scientific research but also becomes a "bridge" connecting the microscopic structure of materials to the macroscopic performance of devicesΗ Truth Instruments θα συνεχίσει να καλλιεργεί βαθιά τις ανάγκες χαρακτηρισμού σε τομείς όπως τα υλικά χαμηλών διαστάσεων και η σπιντρονική,παροχή στους ερευνητές ακριβέστερων και αποτελεσματικότερων τεχνικών λύσεων για να συμβάλουν στην προώθηση περισσότερων πρωτοποριακών επιτευγμάτων.