Sistema de Imagem por Microscopia Kerr facilita novos avanços científicos em Espintrônica na Universidade Xi'an Jiaotong

Recentemente, a equipa de investigação do Centro de Espintrónica e Sistemas Quânticos da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Xi'an Jiaotong,publicou um artigo de pesquisa muito valioso na renomada revista científica nanoescala, Nanoscale (uma revista da Royal Society of Chemistry), intitulada "Reversão de sinal dependente de temperatura da magnetoresistência de túnel em heterojunções ferromagnéticas de van der Waals." Esta revista concentra-se em áreas de investigação de ponta como os nanomateriais, spintrónica e dispositivos de baixa dimensão, tendo uma influência significativa na indústria.A recente publicação destas descobertas pela equipa da Universidade Xi'an Jiaotong injeta nova vitalidade na aplicação das heterojunções magnéticas de van der Waals em dispositivos espíntrônicosPor trás deste avanço, o sistema de imagem de microscopia Kerr a laser de campo forte a baixa temperatura KMP-L, desenvolvido independentemente pela Truth Instruments, desempenhou um papel fundamental. 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, servindo como uma técnica de caracterização essencial para avançar no projeto de dispositivos spintrônicos.

O sinal de Kerr foi caracterizado usando um sistema de medição MOKE (KMP-L, Truth Instruments).As medições MOKE foram realizadas utilizando um feixe de laser HeNe normalmente incidente (λ = 633 nm) com polarização linear e um diâmetro de ponto focado de aproximadamente 5 μmDurante as medições, o campo magnético foi aplicado consistentemente perpendicularmente à direcção do plano do dispositivo.

Junções de túnel magnético (MTJ) são os componentes principais dos dispositivos spintrônicos,e o controle sobre o sinal de sua magnetoresistência de túnel (TMR) é crucial para expandir a funcionalidade do dispositivoNo caso das heterojunções ferromagnéticas de van der Waals (vdW), a ligação entre as camadas magnéticas e a influência da temperatura sobre o mecanismo TMR constituem áreas-chave da investigação actual.A caracterização precisa das estruturas de domínio magnético de micro-área e propriedades de histerese é um elemento central na resolução destes mecanismos.

A técnica de medição do Efeito Kerr Magneto-Óptico (MOKE), especialmente um sistema que combina escaneamento de circuito de histerese de alta precisão com capacidades de imagem de micro-área de alta resolução,pode observar diretamente a evolução do domínio magnético e diferenciar as propriedades magnéticas de diferentes regiões, fornecendo provas experimentais indispensáveis para compreender os princípios de acoplamento magnético entre camadas e de controlo da RTM.

Neste artigo, o sistema de imagem de microscopia Kerr a laser de campo forte de baixa temperatura KMP-L da Truth Instruments desempenhou um papel fundamental.Através da sua função de imagem de domínio magnético de alta resolução, capturou claramente os domínios magnéticos contrastantes entre a região coberta por CVI e a região FGT na heterojunção CVI/FGT a 50K,que confirmam directamente o seu acoplamento antiferromagnético a campo magnético zeroUtilizando a sua capacidade de detecção de pontos de micro-área, os circuitos de histerese foram medidos em diferentes regiões da heterojunção (como a área de contato CVI e FGT, e a área de FGT exposta),Distinguir claramente as diferenças de campo coercitivo entre CVI e FGT e excluir mecanismos de interferência, como a fixação do spin e a transferência de cargaCombinado com a sua capacidade de ensaio numa ampla gama de temperaturas, 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)O KMP-L forneceu evidências experimentais directas e fiáveis para analisar os efeitos magnéticos das camadas intermédias e as características TMR da heterojunção ferromagnética de van der Waals.tornando-se uma técnica de caracterização chave para avançar no projeto de dispositivos spintrônicos.

As características do KMP-L da Truth Instruments combinam perfeitamente com as demandas da pesquisa de materiais ferromagnéticos 2D “magnetismo fraco, pequeno tamanho da amostra e a necessidade de testes de amplo intervalo de temperatura." Fornece evidências experimentais precisas e fiáveis para resolver o mecanismo de acoplamento antiferromagnético e o princípio de inversão de sinal TMR, servindo como um elo crítico entre a estrutura magnética microscópica do material e o desempenho do dispositivo macroscópico.

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 devicesA Truth Instruments continuará a desenvolver profundamente as necessidades de caracterização em campos como materiais de baixa dimensão e spintrónica,fornecer aos investigadores soluções técnicas mais precisas e eficientes para ajudar a promover mais realizações inovadoras.