運動量分解EELSを用いた原子分解能での軌道およびスピンモーメントの調査

Gatan社使用装置

GIF Continuum^® K3^® および w-Q-Slit 

研究の背景

材料の磁気特性を調べるには、軌道角運動量とスピン角運動量の寄与が原子レベルでどのように変化するかを理解する必要があります。従来の技術であるX線磁気円二色性（XMCD）や走査型プローブ顕微鏡は、空間分解能が限られているか、表面の変化にのみ敏感であるという欠点があります。また、電子ホログラフィーや微分位相コントラスト技術は原子分解能を達成できますが、多くの場合は特定の反強磁性材料の観察に限定され、特殊な透過型電子顕微鏡（TEM）が必要になります。電子磁気円二色性（EMCD）は、XMCDの電子版であり、結晶格子からの回折を利用して運動量空間で二色性効果を分離します。長方形の開口部（w-Q-Slit）を使用することで、特定の結晶方向（運動量）に沿ったエネルギー損失スペクトルの変化を観察でき、EMCDの研究に利用できます。収差補正STEMと組み合わせることで、Aliらは、個々の原子面の定量的なEMCDマッピングが、材料の磁気特性の原子スケール以下の起源を研究するために使用できることを示しました[1].