Новый метод позволяет исследователям анализировать магнитные наноструктуры с высоким разрешением. Он был разработан исследователями из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) и Института физики микроструктур Макса Планка в Галле.

Новый метод достигает разрешения около 70 нанометров, тогда как обычные световые микроскопы имеют разрешение всего 500 нанометров. Этот результат важен для разработки новых энергоэффективных технологий хранения на основе спиновой электроники. Команда сообщает о своем исследовании в текущем выпуске журнала ACS Nano .

Обычные оптические микроскопы ограничены длиной волны света, и детали ниже 500 нанометров не могут быть разрешены. Новый метод преодолевает это ограничение, используя аномальный эффект Нернста (ANE) и металлический наноразмерный наконечник. ANE генерирует электрическое напряжение в магнитном металле, перпендикулярное намагниченности и градиенту температуры.

« Лазерный луч фокусируется на кончике силового микроскопа и, таким образом, вызывает температурный градиент на поверхности образца, который пространственно ограничен наномасштабом», — говорит профессор Георг Вольтерсдорф из Института физики MLU. «Металлический кончик действует как антенна и фокусирует электромагнитное поле в крошечной области под своей вершиной».

Это позволяет проводить измерения ANE с гораздо лучшим разрешением, чем позволяет обычная световая микроскопия. Микроскопические изображения, опубликованные исследовательской группой, достигают разрешения около 70 нанометров.

Предыдущие исследования изучали только магнитную поляризацию в плоскости образца. Однако, по словам исследовательской группы, градиент температуры в плоскости также имеет решающее значение и позволяет исследовать внеплоскостную поляризацию с помощью измерений ANE. Чтобы закрыть этот пробел и продемонстрировать надежность метода ANE для визуализации магнитных структур в нанометровом масштабе, исследователи использовали магнитную вихревую структуру.

Особым преимуществом новой технологии является то, что она работает также с хиральными антиферромагнитными материалами.

«Наши результаты имеют важное значение для термоэлектрической визуализации спинтронных компонентов. Мы уже продемонстрировали это на примере хиральных антиферромагнетиков», — говорит Вольтерсдорф.

«У нашего метода есть два преимущества: с одной стороны, мы значительно улучшили пространственное разрешение магнитных структур, намного превосходящее возможности оптических методов. Во-вторых, его можно применять и к хиральным антиферромагнитным системам, что принесет прямую пользу нашему запланированному Центру кластера передового опыта по хиральной электронике».