Ферроэлектрические вихревые домены, формирующиеся за счёт сложных взаимодействий между кристаллической решёткой и электрическим зарядом, обладают огромным потенциалом для применения в разработке наноэлектронных устройств. В практической реализации ключевым вопросом является управление топологическим состоянием таких структур под воздействием внешних возмущений. Лаборатория физики поверхности Национальной лаборатории по физике конденсированных сред Института физики Китайской академии наук / Пекинского национального исследовательского центра физики конденсированных сред, совместно с исследовательскими группами Пекинского университета, Университета Сянъяна и Пенсильванского университета, использовала атомарно разрешённую двойную сферическую аберрационную коррекцию в электронном микроскопе для управления вихрями в сверхрешётке PbTiO3/SrTiO3 путём приложения локальных механических нагрузок. Под действием внешнего давления происходит плоскостная перестройка поляризации вихря, которая после снятия напряжения самопроизвольно восстанавливается.

Данное достижение объединяет методы реального‑временного атомного изображения и численное моделирование поля изображения, что позволило раскрыть процессы фазовых переходов на атомном уровне. Эти результаты открывают новые пути управления необычными топологическими сегнетоэлектрическими структурами для будущих наноэлектронных устройств и предоставляют ценные сведения для понимания взаимодействий зарядов в кристаллической решётке на наноразмерном уровне. Работа под названием «Атомное изображение механически индуцированного топологического перехода сегнетоэлектрических вихрей» опубликована в журнале Nature Communications. Научный сотрудник Лаборатории государственного ключевого направления по физике поверхности Института физики Китайской академии наук / Национального исследовательского центра по конденсированным средам в Пекине Бай Сюэдун, профессор Гао Пэн из Пекинского университета и профессор Тан Цунбинь из Университета Сянтань выступили в качестве соответствующих авторов статьи. Аспирант Чэнь Пань из Института физики Китайской академии наук является первым автором данной публикации.

Ссылка на статью: https://www.nature.com/articles/s41467-020-15616-y

Рис. 1: Заголовок и автор

Рис. 2: Экспериментальная методика исследования в режиме in situ с использованием ТЭМ

В высокоразрешительных экспериментах по ин‑ситу механике образец устанавливается на Пико Фемто ® На образцовой стойке STM‑TEM с двусторонним наклоном с помощью устройства наклона в β‑направлении можно легко установить оптимальный угол наблюдения. Вольфрамовый зонд, управляемый в трёх измерениях, служит нажимным наконечником и позволяет непосредственно прикладывать давление к образцу; в ходе этого процесса без труда удаётся получить видеозапись с атомным разрешением.

Примечание: Для получения подробной информации о видео‑роликах атомного разрешения в режиме in situ при сжатии, пожалуйста, обращайтесь в службу поддержки.

Рис. 3: Характеризация вихревых доменов в сверхрешётке PbTiO3/SrTiO3

Рис. 4: Трансформация вихревых доменов под действием внешнего поля

Рис. 5: Структурные изменения в процессе механического преобразования вихревых доменов

Рис. 6: Атомно‑разрешённые изображения процессов механического преобразования и восстановления вихревых доменов

Рис. 7: Используемый в данной статье Пико Фемто ® Стандартный образцовый стержень для TEM‑STM с двойным наклоном в исходном положении

Компания «Аньхой Цзэюй Технологии» — это научно‑инструментальная фирма, обладающая полностью самостоятельными правами интеллектуальной собственности. С начала 1990‑х годов, когда была начата разработка электронных микроскопов и сопутствующего оборудования, её исследовательская команда неизменно стремится предоставлять высококачественные приборы для нанонаучных исследований. В настоящее время компания располагает… Пико Фемто Серия Система измерений в режиме in situ с использованием ТЭМ 、 Система измерений СЭМ в нативном состоянии 、 Настольный сканирующий электронный микроскоп серии ZEM 、 Ступенчатый измеритель серии JS 、 Нано‑представительный столик 、 Станок для переноса двумерных материалов 、 Пробоночная платформа и низкотемпературная система 、 Линейка с датчиком линейного перемещения Ряд продуктовых линеек, включая …, пользуются широким признанием как на внутреннем, так и на международном рынках, заполняя многочисленные пробелы в отечественной сфере научно‑измерительных приборов.