近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心陆轻铀课题组，联合英国华威大学研究员彭威和教授Marin Alexe、韩国浦项科技大学教授Daesu Lee等，依托稳态强磁场实验装置（SHMFF）的水冷磁体扫描力显微镜和超导磁体SMA组合显微系统，在氧化物薄膜的铁弹性晶体取向调控方面取得进展。该研究利用超锐针尖诱导的剪切应力，实现对氧化物薄膜中铁弹性畴的三维操控。
铁性材料如铁磁、铁电、铁弹中复杂的畴结构及其诱导的局部异质性，为理解与优化材料的功能物性带来了挑战与机遇。铁弹材料作为铁性材料中最庞大的一类，其特征是晶格在机械应力下表现出具备弹性滞后的多取向态切换。在复杂氧化物中，铁弹序常与其他自由度如电荷、自旋、轨道等强烈耦合，对材料的电子性质产生重要影响。目前，纳米尺度下对铁弹序的非易失性、非破坏性调控手段仍然缺乏，制约了相关基础研究和应用开发。
该研究以铁磁金属氧化物SrRuO3薄膜为研究对象，利用SHMFF水冷磁体平台开发的高灵敏磁力显微镜系统，在2-300 K温度范围和0-35 T磁场条件下，观测了纳米磁畴结构。实验发现，具备（111）晶体取向的SrRuO3薄膜在5 K以下低温基态时，需要27-35 T的超高磁场才能使磁畴逐渐达到饱和状态。研究通过原位对比扫描电子显微镜电子通道衬度（ECC）的铁弹畴图像和MFM的磁畴图像，并结合微磁模拟，证实铁弹畴壁处的面内磁化分量以“头对头/尾对尾”模式排列，并产生杂散场对比。这揭示了该体系存在的铁磁-铁弹性耦合即磁弹性耦合现象，表现为晶体取向锁定的磁各向异性特性。
在调控技术方面，该研究通过控制超锐针尖施加的剪切应力场，在SrRuO3（001）和（111）薄膜中分别实现了四变体和三变体晶体取向的选择性切换，同时，ECC成像展示了畴结构的可控转变过程。进一步的磁输运和高灵敏磁力显微镜系统观测表明，这种铁弹切换可以精确调控磁易轴的取向选择。通过调节原子力显微镜针尖的载荷力，研究实现了纳米级深度分辨调控，即低载荷力可选择性作用于薄膜表层，施加3 mN载荷力可贯穿10 nm厚薄膜全层，这为设计垂直磁异质结构提供了新路径。
这一铁弹性“书写”技术已制备出50 nm宽的磁畴条纹和26×26 nm2点状磁畴，其磁态可通过高灵敏磁力显微镜系统稳定读取，估算存储密度达148 Gbit/cm2。在自旋电子学领域，团队通过调控层间磁各向异性，在SrRuO3单层膜中实现无外场自旋轨道矩磁化翻转：当表层晶体取向旋转180度时，自旋霍尔效应产生的层间自旋流不再抵消，反常霍尔信号变化幅度翻倍。该调控方案在 (La0.7Sr0.3)(Mn0.9Ru0.1)O3体系中的成功复现，验证了其普适性。
上述研究建立了基于原子力显微镜针尖的三维铁弹性“写入”技术，为研究超导、磁输运等涉及结构异质性的相关物性提供了新方法，并为机械可编程的非易失性纳米电子学开辟了新方向。
相关研究成果在线发表在《自然-纳米技术》（Nature Nanotechnology）上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。
论文链接
铁弹性“写入”与晶体方向选择。（a）原子力显微镜针尖加载下剪应力分布示意图，（b）根据快速与慢速扫描轴，由拖尾引起的晶体剪切示意图，（c、d）ECC图像展示了确定性的铁弹性“写入”。
青少年心理健康工作是建设教育强国、健康中国的重要内容，是党中央关心、人民群众关切、社会关注的重大课题。 党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视和关心广大青少年的心理健康和成长发展。党的二 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯（记者 林焕新）学前教育法就从业禁止明确规定，受到社会关注。在今天教育部召开的新闻发布会上，中国法学会行政法学研究会副会长、黑龙江大学校长王敬波对 “我最喜欢到大班去玩，那里有我的好朋友。”“我带着小弟弟一起去看表演。”“我要到三楼去购物。”在厦门市第一幼儿园的开放活动时间，孩子们向记者说出自己想去的地方。近年来，厦门一幼每周拿 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 田雨）日前，主题为“教育幸福感·如何与自然保持连接”的第五届中国丹麦幸福教育大会在山东高密莫言文学艺术馆举行。大会由中国教育三十人论坛和丹麦终身学 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 任朝霞）11月11日，以“AI for Science双螺旋引擎驱动科研新范式”为主题的2024科学智能创新论坛在复旦大学枫林校区举行。论坛上，上海科学智能研究院（简称“上智 ◎摘 要 作为国家战略科技力量的重要组成部分，高水平研究型大学要以有组织科研推进科技体制改革，强化基础研究、科技成果转化应用；以学科交叉融合体系蓄力科技体制改革，加强学科交叉融合与突破 。本文链接：研究依托水冷磁体扫描力显微技术实现薄膜晶向高密读写新方法http://www.sushuapos.com/show-12-1315-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。