最近开发的一项技术使科学家能够以卓越的清晰度检查磁性纳米结构。赫尔大学马丁·路德大学（MLU）和马克斯·普朗克微观结构物理研究所的研究人员创建了这种方法。该技术的分辨率约为70纳米，而标准光学显微镜的分辨率仅为500纳米。这一发现对基于自旋电子学的能效存储技术的发展至关重要。研究小组的发现详见最新一期《ACS Nano》期刊。
传统光学显微镜由于光的波长而面临限制，使得小于500纳米的细节无法分辨。这一新技术通过采用非经典涅尔斯特效应（ANE）及金属纳米尖端突破了这些障碍。ANE在磁性金属中产生的电压与磁化和温度梯度垂直。“激光束照射到力显微镜的尖端，在样本表面上产生一个限制在纳米级的温度梯度，”来自MLU物理学研究所的乔治·沃尔特斯多夫教授解释道。“金属尖端像天线一样，在其尖端正下方的微小区域集中电磁场。”这使得ANE测量的分辨率大大超过传统光学显微镜的能力。这一研究小组生成的显微图像的分辨率约为70纳米。
虽然之前的研究主要集中在样品平面内的磁化极化上，研究小组强调，平面内的温度梯度也至关重要，使得通过ANE测量来检查垂直于平面的极化成为可能。为了填补这一空白并验证ANE方法在纳米级可视化磁性结构方面的可靠性，科学家们采用了磁涡旋结构。
这一新技术的一个显著优势是其对手性反铁磁材料的适用性。“我们的结果对自旋电子组件的热电显像至关重要。我们已经成功地在手性反铁磁体中证明了这一点，”沃尔特斯多夫指出。“我们的方法提供了两个主要优势：首先，它显著增强了磁性结构的空间分辨率，远超光学技术的能力。其次，它还可以用于手性反铁磁系统，这将直接有助于我们提出的卓越集群‘手性电子中心’，”沃尔特斯多夫补充道。MLU正在与柏林自由大学、雷根斯堡大学和马克斯·普朗克微观结构物理研究所合作，寻求通过卓越战略获得资金。这项研究旨在为未来电子学的新概念奠定基础。
这项研究得到了德国研究基金会（DFG）的资助，作为协作研究中心/跨区域（CRC TRR）227项目-1D 328545488的一部分。
