利用动量分辨 EELS 在原子分辨率上研究轨道和自旋动量

所用仪器

GIF Continuum^® K3^® 狭缝 ω-Q 狭缝

背景

研究材料的磁性需要了解轨道角动量和自旋角动量的贡献在原子层面如何变化。像 X 射线磁圆二色谱 (XMCD) 和扫描探针显微镜等传统技术，其空间分辨率有限，或者仅对表面变化敏感。虽然电子全息术和微分相衬技术能够实现原子级分辨率，但它们大多局限于特定的反铁磁材料，并且需要配备高度专业化的透射电子显微镜 (TEM)。电子磁圆二色谱 (EMCD) 是基于电子的 XMCD 类似技术，它利用晶格衍射在动量空间中分离二色性效应。通过使用矩形光阑 (ω-Q 狭缝)，可以观测到沿特定晶体学方向 (动量) 的能量损失谱变化，进而用于 EMCD 研究。Ali 等人将其与像差校正扫描透射电子显微镜 (STEM) 相结合，证明了对单个原子平面进行定量 EMCD 成像可用于研究材料磁性的亚原子起源 [1]。