In een nieuw artikel, gepubliceerd in Natuurmaterialen , onderzoekers uit Peking, Uppsala en Jülich hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt, waardoor magnetische metingen met een zeer hoge resolutie mogelijk zijn. Met hun methode is het mogelijk om het magnetisme van individuele atomaire vlakken te meten.

Magnetische nanostructuren worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen. Met name, om stukjes gegevens op harde schijven op te slaan. Deze structuren worden zo klein dat de gebruikelijke magnetische meetmethoden er niet in slagen om gegevens met voldoende resolutie te leveren.

Vanwege de steeds groeiende vraag naar krachtigere elektronische apparaten, de volgende generatie spintronic-componenten moeten functionele eenheden hebben die slechts enkele nanometers groot zijn. Het is gemakkelijker om een ​​nieuw spintronisch apparaat te bouwen, als we het in voldoende detail kunnen zien. Met de snelle opmars van nanotechnologieën wordt dit steeds moeilijker. Een instrument dat in staat is tot dergelijke gedetailleerde beeldvorming is de transmissie-elektronenmicroscoop.

Een elektronenmicroscoop is een uniek experimenteel hulpmiddel dat wetenschappers en ingenieurs een schat aan informatie over allerlei materialen biedt. In tegenstelling tot optische microscopen, het gebruikt elektronen om de materialen te bestuderen. Dit maakt enorme vergrotingen mogelijk. Bijvoorbeeld, in kristallen kan men routinematig individuele kolommen van atomen waarnemen. Elektronenmicroscopen geven informatie over structuur, samenstelling en chemie van materialen. Onlangs, onderzoekers vonden ook manieren om elektronenmicroscopen te gebruiken om magnetische eigenschappen te meten. Echter, atomaire resolutie is nog niet bereikt in deze toepassing.

Ján Rusz en Dmitry Tyutyunnikov aan de Universiteit van Uppsala, samen met collega's van Tsinghua University, China, en Forschungszentrum Jülich in Duitsland hebben een nieuwe methode ontwikkeld en experimenteel bewezen die magnetische metingen van individuele atomaire vlakken mogelijk maakt. De methode maakt gebruik van een unieke transmissie-elektronenmicroscoop PICO die zowel geometrische als chromatische aberraties kan corrigeren, waardoor een gedetailleerd beeld van individuele atomaire vlakken over een breed spectraal bereik mogelijk is.

"Het idee kwam van Dr. Xiaoyan Zhong, met wie we een groeiende vruchtbare samenwerking hebben. We hebben simulaties bijgedragen, die de validiteit van het experimentele ontwerp hebben bevestigd en hebben aangetoond dat het experiment echt een zeer gedetailleerde kijk biedt op magnetisme van materialen, ", zegt Jan Rusz.