近期，西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院自旋電子與量子系統(tǒng)研究中心團(tuán)隊(duì)，以 “Temperature-dependent sign reversal of tunneling magnetoresistance in van der Waals ferromagnetic heterojunctions” 為題，在納米科學(xué)領(lǐng)域知名期刊《Nanoscale》（英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)期刊）上發(fā)表了一篇高水平研究論文。

在這項(xiàng)工作的背后，致真精密儀器（Truth Instruments）自主研發(fā)的KMP-L低溫強(qiáng)場(chǎng)微區(qū)激光克爾顯微成像系統(tǒng)發(fā)揮了不可或缺的作用，為解析異質(zhì)結(jié)界面的關(guān)鍵物理機(jī)制提供了直接且決定性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

研究背景：TMR信號(hào)調(diào)控的核心難題

磁隧道結(jié)（MTJs）是自旋電子器件的核心單元，其TMR效應(yīng)的信號(hào)調(diào)控對(duì)拓展器件功能至關(guān)重要。在范德華（vdW）鐵磁異質(zhì)結(jié)中，磁性層間的耦合作用及溫度對(duì) TMR 的影響機(jī)制是當(dāng)前研究的前沿與關(guān)鍵，要完整解釋并最終實(shí)現(xiàn)對(duì)TMR信號(hào)的有效調(diào)控，就必須首先精準(zhǔn)探明器件內(nèi)部磁性層間的相互作用模式。然而，在微觀尺度對(duì)二維材料層間磁耦合進(jìn)行直接、原位的觀測(cè)極具挑戰(zhàn)性。

KMP-L系統(tǒng)：為揭示核心物理機(jī)制提供決定性證據(jù)

研究團(tuán)隊(duì)利用致真精密儀器的KMP-L系統(tǒng)，在接近CVI材料居里溫度（約60K）的關(guān)鍵點(diǎn)（50K）進(jìn)行了系統(tǒng)的MOKE測(cè)量。通過(guò)高分辨率磁疇成像，系統(tǒng)在零磁場(chǎng)條件下直接觀測(cè)到CVI與FGT層呈現(xiàn)出相反的磁襯度，首次從空間分辨的角度直觀證實(shí)了兩者間存在反鐵磁（Antiferromagnetic，簡(jiǎn)稱AFM）耦合。這一微觀層面的直接證據(jù)，構(gòu)成了理解整個(gè)異質(zhì)結(jié)矯頑場(chǎng)顯著增強(qiáng)，乃至最終TMR信號(hào)為何在CVI居里溫度附近發(fā)生反轉(zhuǎn)的物理基礎(chǔ)。

圖：基于KMP-L系統(tǒng)獲取的關(guān)鍵MOKE測(cè)量結(jié)果。其中，(b) 異質(zhì)結(jié)在50K、零場(chǎng)下的磁疇像，其相反的磁襯度（亮/暗區(qū)域）直觀揭示了AFM耦合的存在；(c) 不同微區(qū)的磁滯回線，清晰區(qū)分了各組分的磁特性，排除了自旋釘扎等干擾；(e) 通過(guò)固定FGT磁矩所測(cè)得的CVI磁滯回線，其顯著的交換偏置現(xiàn)象為AFM耦合提供了另一有力佐證。

此外，借助KMP-L的微區(qū)定點(diǎn)探測(cè)能力，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)異質(zhì)結(jié)中不同區(qū)域（CVI與FGT接觸區(qū)、裸露FGT區(qū)等）進(jìn)行了磁滯回線測(cè)量，明確區(qū)分了CVI與FGT的矯頑場(chǎng)差異，為進(jìn)一步排除電荷轉(zhuǎn)移等其他可能的物理機(jī)制提供了堅(jiān)實(shí)依據(jù)。

連接微觀與宏觀的關(guān)鍵紐帶

致真精密儀器的KMP-L 系統(tǒng)以其卓越的性能，完美適配二維鐵磁材料 “磁性弱、尺寸小、矯頑力高、需寬溫區(qū)測(cè)試”的表征需求，在此次研究中，它不僅為解析反鐵磁耦合機(jī)制與 TMR 信號(hào)反轉(zhuǎn)規(guī)律提供了精準(zhǔn)、可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，更成為連接材料微觀磁結(jié)構(gòu)與宏觀器件性能的關(guān)鍵紐帶。

此次與西安交通大學(xué)的成功合作，合作再次印證了國(guó)產(chǎn)高端儀器的價(jià)值 —— 不僅能為前沿科研提供可靠的表征支撐，更能成為推動(dòng)基礎(chǔ)研究走向應(yīng)用突破的 “橋梁”。致真精密儀器將持續(xù)深耕低維材料、自旋電子學(xué)等領(lǐng)域的表征需求，為科研工作者提供更精準(zhǔn)、高效的技術(shù)解決方案，助力更多突破性成果的誕生。

致真精密儀器一直以來(lái)致力于實(shí)現(xiàn)高端科學(xué)儀器和集成電路測(cè)試設(shè)備的自主可控和國(guó)產(chǎn)替代。

致真精密儀器通過(guò)工程化與產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)，已成功研發(fā)出一系列應(yīng)用于磁學(xué)、自旋電子學(xué)、納米形貌表征等領(lǐng)域的前沿科研設(shè)備，包括“原子力顯微鏡、高精度VSM、磁光克爾顯微鏡等磁學(xué)測(cè)量設(shè)備、各類磁場(chǎng)探針臺(tái)、低溫強(qiáng)磁場(chǎng)光學(xué)測(cè)量平臺(tái)、磁性芯片測(cè)試機(jī)等產(chǎn)線級(jí)設(shè)備、物理氣相沉積設(shè)備、集成電路裝備實(shí)訓(xùn)解決方案”等，如有需要，我們的產(chǎn)品專家可以提供免費(fèi)的項(xiàng)目申報(bào)輔助、產(chǎn)品調(diào)研與報(bào)價(jià)、采購(gòu)論證工作。

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