揭示温度对透射电子显微镜中磁子漫散射检测的影响
摘要
得益于电子能量损失谱近期的技术进展，磁子漫散射（MDS）信号可在扫描透射电子显微镜（STEM）中以高空间分辨率研究。然而，由于MDS信号与更强的热漫散射（TDS）信号重叠，在STEM中检测MDS信号具有挑战性。在300 K的bcc Fe中，中心布拉格盘下方出现大于或可与TDS信号相比的MDS信号，进入当前不可及的能量损失区域。因此，要在STEM中检测MDS，有必要寻找可将TDS与MDS信号分离的条件。由于磁子和声子信号具有不同的热特征，温度可能是一个关键因素。在这项工作中，我们考虑位于中心布拉格盘外的探测器和固定的会聚电子探针，使用冻结声子和冻结磁子多层切片方法，研究了温度对bcc Fe中MDS和TDS的影响。我们的研究表明，忽略原子振动效应会导致MDS信号增长近似线性直至Fe的居里温度，此后变化较小。由于动力学衍射，MDS信号表现出交替行为，而非随厚度单调增加。通过复原子静电势计入原子振动效应，使MDS信号的线性增长变为非线性行为，并在1100 K、厚度16.072 nm的样品中呈现主导峰。相比之下，TDS信号比MDS信号更线性增长，但仍表现出明显的动力学衍射效应。信噪比（SNR）分析表明，在可实现的测量条件和采集时间内，MDS信号可对所总散射强度产生统计显著贡献。
引用
@article{arxiv.2302.11462,
title = {Unveiling the impact of temperature on magnon diffuse scattering detection in the transmission electron microscope},
author = {José Ángel Castellanos-Reyes and Paul Zeiger and Anders Bergman and Demie Kepaptsoglou and Quentin M. Ramasse and Juan Carlos Idrobo and Ján Rusz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11462},
year = {2023}
}
备注
*) Changed title to "Unveiling the impact of temperature on magnon diffuse scattering detection in the transmission electron microscope." *) Incorporated the effects of absorption due to phonons in the magnon-diffuse-scattering calculations through a complex atomic electrostatic potential