1 / 34

Рентгеновская и просвечивающая электронная микроскопия магнитных структур

Рентгеновская и просвечивающая электронная микроскопия магнитных структур. Аспирант 1-го года обучения Татарский Д.А. Магнито-силовая микроскопия. Массив Co-Cr частиц. Миронов В.Л., Основы сканирующей зондовой микроскопии. Лоренцевская микроскопия.

gefen
Download Presentation

Рентгеновская и просвечивающая электронная микроскопия магнитных структур

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Рентгеновская и просвечивающая электронная микроскопия магнитных структур Аспирант 1-го года обучения Татарский Д.А.

  2. Магнито-силовая микроскопия Массив Co-Cr частиц Миронов В.Л., Основы сканирующей зондовой микроскопии

  3. Лоренцевская микроскопия Ren Chao Che, Chong Yun Liang, Xiang He et al. Sci. Technol. Adv. Mater. 12, 025004 (2011)

  4. План семинара. Ч.1Рентгеновские лучи • Магнитный круговой дихроизм рентгеновских лучей (XMCD) • Магнитная рентгеновская микроскопия (эксперимент) • Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом (теория)

  5. Магнитный круговой дихроизм рентгеновских лучей (XMCD)

  6. EXAFS XANES Поглощение, отн.ед. ~100-200 эВ Энергия, эВ X-ray absorption spectroscopy (XAS)

  7. +, – Fe L3 Fe L2 Поглощение, отн. ед. 700 730 Энергия, эВ X-ray magnetic circular dichroism J.J. Rehr, R.C. Albers, Rev. Mod. Phys.72, 621 (2000)

  8. Изображение доменной структуры Рентгеновские микроскопы Photoemissionelectron microscope, SPELEEM@BL17SU,Japan Разрешение: 22 нм http://www.spring8.or.jp/

  9. Доменная структура CoCrPt Рентгеновские микроскопы X-ray transmission microscope (использует зонные пластинки Френеля) XM-1, Berkley Разрешение: 15 нм D.-H. Kim, P. Fischer, W. Chao et al., J. Appl.Phys.99, 08H303 (2006)

  10. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом (полуклассическая теория)

  11. Одноэлектронное приближение Дипольное приближение Полное сечение фотопоглощения Золотое правило Ферми:

  12. Круговая поляризация фотонов

  13. E E 4s-зона 4s-зона 3d-зона 3d-зона g(E) g(E) Зонная структура 3dферромагнетикаFe, Ni, Co Наличие взаимодействия между орбитальным моментом глубокого электрона со спинами электронов 3d-зоны приводит к появлению «эффективного» магнитного поля down up Плотность состояний Ni, Физика магнитных явлений Г.С. Кринчик (1976)

  14. XMCD Двухуровневая система с расщеплением конечного состояния

  15. План семинара. Ч.2Электроны • Взаимодействие быстрых электронов с веществом (теория) • Магнитный киральный дихроизм энергетических потерь электронов (EMCD) • EMCD в просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) • Сравнение методов EMCD и XMCD

  16. Взаимодействие быстрых электронов с веществом

  17. Переходы в непрерывном спектре.Теория возмущений Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Курс теоретической физики. Т.3. Квантовая механика, нерелятивистская теория

  18. Дифференциальное сечение рассеяния

  19. Сходство между поглощением рентгеновских лучей и неупругим рассеянием электронов Electron Energy loss near edge structure (ELNES) ? X-ray absorption near edge structure (XANES) A.P. Hitchcock, Jpn. J. Appl. Phys.32 (suppl.2), 176 (1992)

  20. Магнитный киральный дихроизм энергетических потерь электронов (EMCD)

  21. Интерференция двух волн «Круговая поляризация» электронов

  22. Источник Делитель Атом Энергетический фильтр Фазовращатель Детектор Спектрометр Маха-Цендера Если фазовращатель меняет фазу луча на φ, то: P.Neilhebel et al., Phys. Rev. Lett.85, 1847 (2000)

  23. Реализация спектрометра Маха-Цендера в ПЭМ • Делитель: периодическая кристаллическая структура • Разность фаз: комплексные амплитуды соответствующих брэгговских рефлексов • Кристалл играет роль интерферометра Маха-Цендера • Первый эксперимент: P. Schattschneider, S. Rubino, C. Hebert et al. Nature441, 486 (2006)

  24. Форимрование изображения и дифракционной картины в ПЭМ

  25. Светлопольное и темнопольное изображения

  26. Устройство ПЭМ с энергетическим фильтром

  27. Условия наблюдения EMCD L. Calmels, F. Houdellier, B. Warot-Fonrose et al., Phys. Rev. B 76, 060409 (2007) J. Rusz, S. Rubino, P. Schattschneider, Phys. Rev. B 75, 214425 (2007)

  28. Измерение EMCD • трехлучевая дифракционная картина • сигнал EMCD

  29. EMCD в просвечивающей электронной микроскопии

  30. Магнитная микроскопия высокого разрешения – сумма I++I– – разность I+ –I– P. Schattschneider, M. Stogger-Pollach, S. Rubino et al. Phys. Rev. B 78, 104413 (2008)

  31. Распределение намагниченности в реальном пространстве EMCD Fe-L3 EMCD Fe-L2 H. Lidbaum, J. Rusz, S. Rubino, Ultramicroscpy110, 1380 (2010)

  32. Изображение частиц Сигнал EMCD Распределение намагниченности в реальном пространстве Бактерия Magnetospirillum magnetotacticum M. Stuger-Pollacha, C.D. Treiber, G.P. Resch et al., Micron42, 456 (2011)

  33. XMCD Возможно изучение образцов любой структуры Необходимость иметь синхротронный источник «Низкое» латеральное разрешение (~10 нм) EMCD Доступность ПЭМ с энергетическим фильтром Высокое латеральное разрешение (~2 нм) Образец должен иметь кристаллическую структуру на соответствующих масштабах Сравнениеметодов XMCD и EMCD

  34. Спасибо за внимание!

More Related