磁力顯微鏡(MFM)是一款強大的能在微觀尺寸上研究物質表面磁性的成像儀器。它是從原子力顯微鏡演變而來,可以看成是配備有磁性探針的原子力顯微鏡的一種特殊成像模式。自從Martin等人于1987發(fā)明該儀器以來,MFM已在基礎磁性材料科學以及現(xiàn)代磁存儲器件領域取得了巨大的突破。例如,對多鐵ErMn03中渦旋核周邊鐵電疇壁的磁成像,超導領域中vortices的直接成像及操控,以及我們在錳氧化物樣品中觀測到的反鐵磁相從純鐵磁相中析出�，F(xiàn)今而言,對MFM儀器本身的研究主要集中在:對成像結果定量分析,提升儀器成像質量,以及提升儀器可工作的磁場強度上。除此之外,隨著微米甚至納米尺度的小器件研究的興起,一款能夠定位到單個器件樣品,在一個較大的溫度范圍以及強磁場條件下對其直接成像的MFM也顯得尤為重要�；谝陨峡紤],我們自主設計了一款具有以上多項需求的多功能MFM。我們在這臺MFM的基礎上做了大量前沿樣品測試工作。我們按照內容不同,將本文分為兩部分。在第一部分中,我們首先簡要介紹了 MFM(第一章),隨后我們介紹了一款自主搭建的MFM儀器設備(第二章)。在第二部分中(第三到六章),我們展示了針對不同體系樣...

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【學位級別】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 磁力顯微鏡簡介
    1.1 引言
    1.2 掃描隧道顯微鏡
        1.2.1 量子遂穿效應
        1.2.2 掃描元件部分
        1.2.3 掃描隧道顯微鏡的工作模式
        1.2.4 掃描隧道顯微鏡工作系統(tǒng)
    1.3 原子力顯微鏡
        1.3.1 原子力顯微鏡工作原理
        1.3.2 原子力顯微鏡工作模式及探針介紹
        1.3.3 原子力顯微鏡測量模式
    1.4 磁力顯微鏡
        1.4.1 磁力顯微鏡工作原理
        1.4.2 磁力顯微鏡的探針
        1.4.3 磁力顯微鏡的測量模式
    1.5 本章小結
    參考文獻
第二章 自制磁力顯微鏡
    2.1 引言
    2.2 MFM掃描頭部分
    2.3 MFM探針部分
    2.4 測量系統(tǒng)部分
    2.5 小結
    參考文獻
第三章 超薄氧化物異質結中斯格明子的直接觀測
    3.1 引言
    3.2 研究背景介紹
    3.3 樣品生長以及實驗部分
        3.3.1 樣品生長與結構表征部分
        3.3.2 HAADF-STEM測量和分析
        3.3.3 PFM測量
        3.3.4 低溫磁性與輸運測量
        3.3.5 MFM的測量參數(shù)設置
    3.4 實驗結果與分析
        3.4.1 BaTiO₃/SrRuO₃界面的上的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用
        3.4.2 BaTiO₃/SrRuO₃外延雙層膜的生長和基本物理性質
        3.4.3 BaTiO₃/SrRuO₃異質結構中的拓撲霍爾效應
        3.4.4 微磁模擬
        3.4.5 BaTiO₃/SrRuO₃異質結構中的skyrmions的磁力顯微鏡測量
        3.4.6 絕熱和非絕熱近似中的拓撲霍爾效應
        3.4.7 鐵電控制skyrmion屬性
    3.5 總結與展望
    參考文獻
第四章 高場下電子多重序的直接觀測
    4.1 引言
    4.2 研究背景
    4.3 樣品制備與表征
    4.4 MFM測量與數(shù)據(jù)分析
    4.5 小結
    參考文獻
第五章 結構疇壁的誘導產生及其對相分離的限制作用
    5.1 引言
    5.2 研究背景
    5.3 實驗結果與分析
        5.3.1 錳氧化物中電阻態(tài)的調控
        5.3.2 相分離狀態(tài)隨著溫度的變化成像
        5.3.3 相分離隨著磁場的演變
    5.4 COI相融化與重入的數(shù)值模擬分析
    5.5 實驗部分
        5.5.1 樣品生長以及結構,輸運表征
        5.5.2 使用隨機場Ising模型(RFIM)的數(shù)值模擬
    5.6 小結
    參考文獻
第六章 LaCoO₃薄膜中鐵磁相的成像觀測
    6.1 引言
    6.2 背景介紹
    6.3 實驗結果與分析
    參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3799898