基于Nernst效应的磁纳米结构的异常近场成像
Atul Pandey1,2, Jitul Deka1, Jiho Yoon1
1Max Planck Institute of Microstructure Physics, Weinberg 2, Halle 06120, Germany.
ACS nano
|November 5, 2024
概括
异常的Nernst效应 (ANE) 通过精确地绘制温度梯度,使磁性材料的纳米级成像成为可能. 这种热电成像技术达到70纳米分辨率,推进了自旋电子设备分析.
科学领域:
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 异常的Nernst效应 (ANE) 产生一个电信号垂直于磁化和磁性金属的温度梯度.
- 纳米尺度的温度梯度可以使用激光激发的原子力显微镜尖端实现高分辨率成像.
- 之前的研究绘制了平面内磁纹的图谱,但平面外温度梯度的作用仍然没有被检查.
研究的目的:
- 在ANE测量中调查温度梯度的空间分布.
- 为了证明ANE对磁域纳米级成像的可靠性.
- 扩大ANE的成像能力,以研究外平面磁化和热电特性.
主要方法:
- 利用激光诱导的纳米级温度梯度与原子力显微镜尖端.
- 采用磁核心作为模型系统来验证ANE成像.
- 集成的有限元建模来分析温度分布和ANE信号.
- 应用ANE成像到赛道纳米线来检测外平面磁化.
主要成果:
- 证实了ANE能够以≈70nm分辨率对磁域进行纳米级成像的能力.
- 揭示了显著的平面内温度梯度以及平面外梯度.
- 成功扩展了ANE成像,以分析纳米线中的外平面磁化.
- 证明了反向问题的实用性,用于推断纳米尺度温度分布.
结论:
- 基于ANE的热电成像为纳米级磁性表征提供了一个强大的工具.
- 该技术提供高空间分辨率,用于研究复杂的磁纹和设备结构.
- 这些发现对于推进反铁磁自旋电子设备的热电成像至关重要.
