2023سنة2قمر22البروفيسور تشي renchao من جامعة فودان ، البروفيسور لى يوان ، أستاذ مشارك في جامعة بكين ، نشرت مجلة نيتشر"نسيج الدوار الطوبولوجي في مرحلة الفجوة الزائفة لموصل فائق عالي Tc"^[1] مقالات عمل البحث باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ ( SEM )تيمللمرة الأولى في pseudogap الدولةYBa₂كو₃أ_6.5طوبولوجي الدوامات المغناطيسية الموجودة في المواد . اكتشاف طوبولوجي الدوامة المغناطيسية هيكل يوفر صورة مباشرة دليل على كسر التناظر في الوقت عكس pseudogap الدولة في الفضاء الحقيقي على نطاق مصغر ، ويكتشف أن طوبولوجي الدوامة المغناطيسية هيكل دمرت في كثافة الشحنة موجة الدولة وظهرت مرة أخرى في التوصيل الدولة . البروفيسور تشو جينغ ، أستاذ تشي renchao ، وآخرون ، وقد تم البحث في مجال المواد فائقة التوصيل ، لورنتز انخفاض درجة الحرارة في الموقع انتقال المجهر الإلكتروني ، المجهر الإلكتروني ، وحققت سلسلة من الإنجازات الهامة . في هذه الدراسة ، استخدم فريق البحثسبيكترا 300هذا الاكتشاف الكبير تم الحصول عليها باستخدام المجهر الإلكتروني النافذ في درجة حرارة منخفضة لورنتز العينات .

2021شنغهاي ميناء نانومتر )شنغهاي نانوبورت، ثيرمو فيشر العلميكان لي شرف المشاركة في بعض من هذه التجارب ، وخلق بيئة تجريبية في الموقع تجميد جمع البيانات لدعم التعاون النشط . اثنين من تقنيات المجهر الإلكتروني. . . ـلورنتز تيم )LTEMجزءا لا يتجزأ من فرق الطور المقابل )iDPCتلعب دورا رئيسيا في هذا العمل .

لورنتز تيم )LTEMو

عاديتيمتحت مسار الضوء ، عدسة الهدف في فتح الدولة .~ 2Tفي مجال مغناطيسي قوي ، eigenmagnetic هيكل العينة يمكن تدميرها من قبل المجال المغناطيسي القوي من العدسة الشيئية . من أجل مراقبة ذاتية المغناطيسي هيكل العينات في بيئة خالية من المغناطيسيةتالوستصحيح الزيغ الكروي تيم ،سبيكترامن خلال إغلاق العدسة الشيئية الحالية ، يمكن أن تجعل من عينة في مجال مغناطيسي صفر البيئة ، ومن ثم ، فإن هيكل المغناطيسي الجوهرية المجهرية من عينة يمكن ملاحظتها من خلال عدسة لورنتز المغناطيسي المتمركزة داخل القطب السفلي الأحذية من العدسة الشيئية .LTEMهناك نوعان من أنماط التصوير :فريسنلطريقة التصويرفوكوطريقة التصويرفريسنلطريقة التصوير هو مراقبة المجال المغناطيسي أو الجدار من خلال تغيير defocusing كمية من الصورة . في ظل حالة من underfocus و overfocus ، على النقيض من المجال المغناطيسي الجدار هو عكس ذلك ، في حين أن صورة إيجابية البؤري لا المغناطيسي النقيض .فوكوالتصوير يتحقق عن طريق حجب أو الحفاظ على إشارة الحيود المرتبطة المجال المغناطيسي على السطح البؤري الخلفي,فائدة نموذج مناسبة لأنّ مراقبة المجالات المغناطيسية مع مغنطة مختلفة التوجهات . الرسم البياني1 أ-جpseudogap الدولYBa₂كو₃أ_6.5إيجابية ، أكثر من فحم الكوك ، فحم الكوك أقل من عينةفريسنلصورة defocusingس1.08 مموعلى النقيض من ذلك ، فإن هيكل النطاق الطوبولوجيا في العينة ثبت عمليا . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن وظيفة لورنتز على SEM يمكن ليس فقط تحقيق بيئة خالية من المغناطيسية ، ولكن أيضا تغيير المجال المغناطيسي بسهولة عن طريق تغيير العدسة الشيئية الحالية . في هذه الدراسة ، من خلال تغيير تأثير المجال المغناطيسي الخارجي من العدسة الشيئية الحالية على العينة ، طوبولوجيا مميزة يختفي . باستخدام معادلة انتقال القوة )نقل معادلة الكثافة TIEتقنية إعادة الإعمار المرحلة^[2]علىLTEMالشكل 2 توزيع المجال المغناطيسي اتجاه القوة النسبية طوبولوجي دوامة المغناطيسي هيكل1d-e، i-l. لا الرسم البياني1م-نمنLTEMالنتائج اثنين من الهياكل الممكنة من دوامة المغناطيسي تم استخلاصه . في هذه المقالةLTEMالتجارب التي أجريت في سيميرفيلدسبيكترا300وثيميسوتيتانطبولوجيا الدوامة المغناطيسية هيكل لوحظ .

الرسم البياني1 ( أ )أ-جوLTEM فريسنلpseudogap الدول في وضعYBa₂كو₃أ_6.5صورة إيجابية ، أكثر من التركيز و underfocusing عينة± 1.08 ممعينة300 كيلومترالمجال المغناطيسي صفر البيئة500 نانومترو )د-إيمن خلالTIEالمجال المغناطيسي وكثافة الصورة التي تم الحصول عليها باستخدام الخوارزمية . ( أ )ف-جتكبير الصورة في المربع الأحمر . ( أ )ك-ل( أ ) رسم بياني للمجال المغنطيسي وكثافة المجال المغنطيسي لهيكل واحد من الدوامات المغناطيسية؛ ( أ )م-ناثنين من الهياكل الممكنة طوبولوجي الدوامات المغناطيسية^[1]

بالإضافة إلى التقليديةLTEMالزيغ الكروي تصحيح تيمسبيكتراسلسلة يمكن أن تكون مطابقة من قبل عدسة الهدف الزيغ الكروي مصححLTEMانحراف المحور البصري هو تصحيح . انحراف تصحيح لورنتز نموذج يمكن الحصول على أفضل1 نانومتروهكذا ، يمكن أن تساعد الباحثين على مراقبة أصغر الهياكل المغناطيسية .

جزءا لا يتجزأ من فرق الطور المقابل )iDPCو

عالية جدا القرار المكانية تصحيح الزيغ الكروي انتقال الإلكترون المجهر ( تيم ) يوفر المزيد من المعلومات عن العلاقة بين طوبولوجي تدور الهياكل المحلية الكريستال الهياكل . المنشطات أو الحذف من ذرات الأكسجين في النحاس على أساس مواد فائقة التوصيل له تأثير كبير على خصائص المواد ، لذلك من المهم جدا أن نلاحظ مباشرة الاحتلال ذرات الأكسجين في الكشف عن العلاقة بين البنية المجهرية وخصائص المواد . مجهر مسح بالإلكترون النافذ )ستيمحقل الظلام الدائري ذو الزاوية العالية )زاوية عالية حلقي صورة مظلمةالصورة لا يمكن تصويرها في وقت واحد بسبب ارتفاع زاوية تشتت رذرفورد إشارة .جيمونوأالذرات الخفيفة لا يمكن ملاحظتها .ستيمحقل حلقي مشرق )ABFعلى الرغم من أن العناصر الخفيفة يمكن ملاحظتهاABFالصورة لا يمكن تفسيرها مباشرة ، وهناك العديد من المشاكل ، مثل ارتفاع الطلب على سمك العينة ، وانخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، وهلم جرا . من أجل حل المشاكل المذكورة أعلاه ، زيميرفي يقترح ويطور جزءا لا يتجزأ من فرق الطور المقابل )iDPCتقنيةiDPCهذه العلامة التجارية الجديدةستيمظهور نمط التصوير يعزز إلى حد كبير القدرة على التقاط الذرات بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ .iDPCهذه التكنولوجيا يمكن أن ندرك في وقت واحد التصوير من الذرات الخفيفة والثقيلة ، جرعة منخفضة من الإلكترونات ، وارتفاع القرار ، وارتفاع نسبة الإشارة إلى الضوضاء التصوير ، على النقيض من الصورة سهلة القراءة ، وهلم جرا .^[3]في الوقت الحاضر ،iDPCالتكنولوجيا أصبحت بقعة ساخنة في مجال توصيف المواد ، وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في العديد من المجالات ، بما في ذلك عنصر الضوء الاحتلال بعدين المواد ، شعاع الالكترون المواد الحساسة ، موصل جيد للكهرباء ، وهلم جرا .iDPCتقنية التصوير تم دمجها في semmerfield الزيغ الكروي تصحيح المجهر الإلكترونيسبيكتراميدان الانبعاثات المجهر الالكترونيتالوسيمكن أن تتحققiDPCجمع وعرض الصور على الانترنت .

الرسم البياني2 (أ) YBa₂كو₃أ_6.0و(ب) YBa₂كو₃أ_6.5و(ج) YBa₂كو₃أ_6.9القرار الذريةiDPCالصور .^[1]

الرسم البياني2فيYBa₂كو₃أ_6.0وYBa₂كو₃أ_6.5وYBa₂كو₃أ_6.9عالية الدقةiDPCالصورة التي يمكن ملاحظتها بوضوح موقف ذرة الأوكسجين ، مع اختلاف محتوى الأكسجين المنشطات ،كو-أوالأكسجين في سلسلة يزيد تدريجيا . ومن الجدير بالذكر أن الدول pseudogapsYBa₂كو₃أ_6.5الكو-أوهناك أمر ترتيب الأكسجين التخصيب ونقص الأكسجين في سلسلة . ويعتقد أن هذا أمر ترتيب الأكسجين مفيد طوبولوجي الدوامة المغناطيسية هيكل على طول(ج)هو أفضل منطقة لمراقبة هيكل دوامة المغناطيسي . في هذه المرحلة ، ونحن لا يمكن أن تستبعد إمكانية الإثارة المغناطيسية الأكسجين ملء سلسلة .

سيمر سوف تكرس نفسها لتطوير وتطبيق تقنيات المجهر الإلكتروني ذات الصلة ، وتوفير المزيد من المساعدة في دراسة الخواص الكهربائية والمغناطيسية من المواد .

الكاتب : ليو جيان

المراجع

[1] زيتشاو وانغ، كي بي، ليتينغ يانغ، تشيندي يانغ، غوانيو تشن، شوبينغ تشاو، تشاو وانغ، زينغوانغ ليو، يوان لي، رينتشاو تشي وجينغ تشو. نسيج الدوار الطوبولوجي في مرحلة الفجوة الزائفة لموصل فائق عالي Tc. الطبيعة (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-05731-3

[ 2 ] M. Beleggia، M. A. Schofield، V. V. Volkov، Y. Zhu. على نقل تقنية الكثافة لاسترداد المرحلة. الموجات فوق المجهرية 102 (2004) 37–49.

[3] إيفان لازي؟ إريك جي تي بوش وسورين لازار تباين المرحلة STEM للعينات الرقيقة: تباين المرحلة التفاضلي المتكامل. الموجات فوق المجهرية 160، 265-280 (2016).