利用高分辨率电子能量损失谱探测 Fe3O4 与 CoFe2O4 纳米颗粒的表面自旋倾斜
材料科学
2017-06-07 v1
摘要
本文利用高分辨率电子能量损失谱 (HR-EELS) 探测了两种具有重要技术意义的磁性材料，即 Fe3O4 和 CoFe2O4 (CFO) 纳米颗粒的表面自旋倾斜。我们开发了一种软实验技术，能够以单原子面分辨率提取在单帧中记录的 EELS 谱。这以高信噪比且无电子束损伤的方式，提供了从纳米颗粒表面到核心区域不同深度的信息。这使得能够比较纳米颗粒表面与核心区域之间的精细结构。结果证实了先前关于 CFO 具有均匀取向自旋倾斜结构的观察，并提供了关于原子位置选择性的自旋倾斜的额外信息。对于 Fe3O4，推导出了形成核壳结构的优先倾斜取向。与先前基于极化自旋翻转中子散射测量的报告不同，结合考虑非共线磁性的第一性原理计算，可以从实验谱中缩小 Fe3O4 (Td, Oh 倾斜 40{\deg}, 40{\deg}) 和 CFO (Td, Oh 倾斜 17{\deg}, 17{\deg}) 可能的倾斜角度。此外，讨论了 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用在稳定纳米颗粒表面自旋倾斜中的作用。结果表明，HREELS 可以成为探测纳米尺度系统磁结构的强大技术，并且在优越的空间分辨率、位置特异性信息和样品制备简便性方面优于基于中子的技术。
引用
@article{arxiv.1701.00933,
title = {Surface spin canting in Fe3O4 and CoFe2O4 nanoparticles probed by high resolution electron energy loss spectroscopy},
author = {D. S. Negi and H. Sharona and U. Bhat and S. Palchoudhury and A. Gupta and R. Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00933},
year = {2017}
}