Hệ thống Hình ảnh Kính hiển vi Kerr Thúc đẩy Những Đột phá Khoa học Mới trong Điện tử học Spin tại Đại học Giao thông Tây An

Gần đây, nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Spintronics và Hệ thống lượng tử tại Trường Khoa học Vật liệu và Kỹ thuật, Đại học Xi'an Jiaotong,đã xuất bản một bài nghiên cứu rất có giá trị trong tạp chí khoa học quy mô nano nổi tiếng, Nanoscale (một tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia), có tựa đề "Việc đảo ngược dấu hiệu phụ thuộc nhiệt độ của magnetoresistance đường hầm trong các heterojunction từ sắt van der Waals." Tạp chí này tập trung vào các lĩnh vực nghiên cứu tiên tiến như vật liệu nano, spintronics, và các thiết bị kích thước thấp, có ảnh hưởng đáng kể trong ngành công nghiệp.Việc công bố gần đây những phát hiện này bởi nhóm Đại học Xi'an Jiaotong phun sức sống mới vào việc áp dụng van der Waals âm tính heterojunctions trong các thiết bị spintronicĐằng sau bước đột phá này, hệ thống chụp ảnh vi mô laser Kerr vùng hạt mạnh nhiệt độ thấp KMP-L, được phát triển độc lập bởi Truth Instruments, đóng một vai trò quan trọng. 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, phục vụ như một kỹ thuật mô tả thiết yếu để tiến bộ thiết kế các thiết bị spintronic.

Các tín hiệu Kerr được đặc trưng bằng cách sử dụng một hệ thống đo MOKE (KMP-L, Công cụ Sự thật).Các phép đo MOKE được thực hiện bằng cách sử dụng tia laser HeNe thường xảy ra (λ = 633 nm) với phân cực tuyến tính và đường kính điểm tập trung khoảng 5 μmTrong quá trình đo lường, trường từ được áp dụng liên tục vuông theo hướng trong mặt phẳng của thiết bị.

Magnetic tunneling junctions (MTJs) là các thành phần cốt lõi của các thiết bị spintronic,và kiểm soát các dấu hiệu của đường hầm của họ magnetoresistance (TMR) là rất quan trọng để mở rộng chức năng thiết bịTrong van der Waals (vdW) heterojunctions sắt từ, các kết nối giữa lớp giữa các lớp từ và ảnh hưởng của nhiệt độ trên cơ chế TMR là các lĩnh vực nghiên cứu chính hiện tại.Mô tả chính xác các cấu trúc miền từ trường vùng vi mô và tính chất hysteresis là một yếu tố cốt lõi trong việc giải quyết các cơ chế này.

Kỹ thuật đo hiệu ứng Kerr Magneto-Optical (MOKE), đặc biệt là một hệ thống kết hợp quét vòng lặp hysteresis chính xác cao với khả năng chụp ảnh vùng vi mô có độ phân giải cao,có thể trực tiếp quan sát sự phát triển của lĩnh vực từ tính và phân biệt các tính chất từ tính của các khu vực khác nhau, cung cấp bằng chứng thực nghiệm không thể thiếu để hiểu các nguyên tắc nối từ giữa lớp và điều khiển TMR.

Trong bài báo này, hệ thống hình ảnh vi mô laser Kerr vùng vi mô trường mạnh nhiệt độ thấp KMP-L của Truth Instruments đóng một vai trò quan trọng.Thông qua chức năng hình ảnh từ trường độ phân giải cao của nó, nó đã chụp rõ các lĩnh vực từ tương phản giữa khu vực được bao phủ bởi CVI và khu vực FGT trong CVI / FGT heterojunction ở 50K,trực tiếp xác nhận kết nối kháng sắt từ của chúng ở trường từ khôngBằng cách sử dụng khả năng phát hiện điểm vùng vi mô của nó, các vòng lặp hysteresis đã được đo ở các khu vực khác nhau của heterojunction (như khu vực tiếp xúc CVI và FGT, và khu vực FGT tiếp xúc),phân biệt rõ ràng sự khác biệt trường ép giữa CVI và FGT và loại trừ các cơ chế can thiệp như quay quay và chuyển tải điện tíchKết hợp với khả năng thử nghiệm nhiệt độ rộng, 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)KMP-L đã cung cấp bằng chứng thực nghiệm trực tiếp và đáng tin cậy để phân tích các hiệu ứng từ tính giữa lớp và đặc điểm TMR của van der Waals ferromagnetic heterojunction,làm cho nó trở thành một kỹ thuật đặc trưng quan trọng để thúc đẩy thiết kế các thiết bị spintronic.

Các đặc điểm của KMP-L của Truth Instruments hoàn toàn phù hợp với nhu cầu nghiên cứu vật liệu sắt từ 2D ′′ từ tính yếu, kích thước mẫu nhỏ và nhu cầu thử nghiệm nhiệt độ rộng." Nó cung cấp bằng chứng thực nghiệm chính xác và đáng tin cậy để giải quyết cơ chế kết nối kháng sắt từ và nguyên tắc đảo ngược tín hiệu TMR, đóng vai trò là một liên kết quan trọng giữa cấu trúc từ tính vi mô của vật liệu và hiệu suất thiết bị vĩ mô.

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 devicesCông cụ Truth sẽ tiếp tục phát triển sâu các nhu cầu mô tả trong các lĩnh vực như vật liệu kích thước thấp và spintronics,cung cấp cho các nhà nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật chính xác và hiệu quả hơn để giúp thúc đẩy nhiều thành tựu đột phá hơn.