Att kunna bestämma magnetiska egenskaper hos material med sub-nanometer precision skulle avsevärt förenkla utvecklingen av magnetiska nanostrukturer för framtida spintronic-enheter. I en artikel publicerad i Naturkommunikation Uppsalafysiker gör ett stort steg mot detta mål - de föreslår och demonstrerar en ny mätmetod som kan upptäcka magnetism från områden så små som 0,5 nm 2 .
På grund av den ständigt ökande efterfrågan på mer kraftfulla elektroniska enheter måste nästa generations spintronic-komponenter ha funktionella enheter som bara är några få nanometer stora. Det är lättare att bygga en ny spintronic -enhet, om vi kan se det i tillräcklig detalj. Detta blir mer och mer knepigt med den snabba utvecklingen av nanoteknik, särskilt när vi inte bara behöver en helhetsbild "hur saken ser ut", men vet också dess fysiska egenskaper i nanoskala. Ett av instrumenten som kan få ett så detaljerat utseende är ett transmissionselektronmikroskop.
Elektronmikroskop är ett unikt experimentellt verktyg som erbjuder forskare och ingenjörer en mängd information om alla typer av material. Till skillnad från optiska mikroskop, den använder elektroner för att studera materialen, och tack vare det uppnås en enorm förstoring. Till exempel, i kristaller kan man till och med observera enskilda kolumner av atomer. Elektronmikroskop ger rutinmässigt information om struktur, sammansättning och kemi av material. Nyligen hittade forskare sätt att använda elektronmikroskop också för att mäta magnetiska egenskaper. Där, dock, atomupplösning har inte nåtts än så länge.
Ett team bestående av tre fysiker från Uppsala universitet - Ján Rusz, Jakob Spiegelberg och Peter Oppeneer, tillsammans med kollegor från Nagoya University (Japan) och Forschungszentrum Jülich (Tyskland) har utvecklat och experimentellt bevisat en ny metod, som gör det möjligt att upptäcka magnetism från enskilda atomplan. Provets yta, från vilken en magnetisk signal detekterades, handlar om en biljon (10 12 ) gånger mindre än för ett genomsnittligt sandkorn.
'Upptäckten av denna metod kom från ett oväntat resultat från datorsimuleringar. Det var en överraskning, som fick oss att gräva djupare i den. Tack vare det internationella samarbetet följdes vår nyfikna teoretiska observation strax efter av en experimentell bekräftelse ', säger Ján Rusz.
En betydande fördel med denna nya metod är att den är enkel att använda. Moderna transmissionselektronmikroskop kan tillämpa metoden direkt, utan behov av modifieringar eller specialutrustning.
