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High-sensitivity mapping of magnetic induction fields with nanometer-scale resolution: comparison of off-axis electron holography and pixelated differential phase contrast

التفاصيل البيبلوغرافية
العنوان: High-sensitivity mapping of magnetic induction fields with nanometer-scale resolution: comparison of off-axis electron holography and pixelated differential phase contrast
المؤلفون: Olivier Fruchart, Jean-Luc Rouvière, Victor Boureau, Michal Staňo, and David Cooper, Jean-Christophe Toussaint
المساهمون: Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CIME EPFL, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Micro et NanoMagnétisme (MNM), Institut Néel (NEEL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Central European Institute of Technology [Brno] (CEITEC MU), Brno University of Technology [Brno] (BUT), Laboratoire d'Etude des Matériaux par Microscopie Avancée (LEMMA ), Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM), Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Nanocharacterisation platform based at Minatec (PFNC), ANR-10-LABX-0051,LANEF,Laboratory of Alliances on Nanosciences - Energy for the Future(2010), European Project: 306535,EC:FP7:ERC,ERC-2012-StG_20111012,HOLOVIEW(2012), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Micro et NanoMagnétisme (NEEL - MNM)
المصدر: Journal of Physics D: Applied Physics
Journal of Physics D: Applied Physics, IOP Publishing, 2021, 54 (8), pp.085001. ⟨10.1088/1361-6463/abc77d⟩
Journal of Physics D: Applied Physics, 2021, 54 (8), pp.085001. ⟨10.1088/1361-6463/abc77d⟩
بيانات النشر: IOP PUBLISHING LTD
مصطلحات موضوعية: Diffraction, Materials science, electron holography, Acoustics and Ultrasonics, Holography, FOS: Physical sciences, Applied Physics (physics.app-ph), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Electron holography, law.invention, Optics, law, Mesoscale and Nanoscale Physics (cond-mat.mes-hall), 0103 physical sciences, Scanning transmission electron microscopy, stem, Image resolution, 010302 applied physics, Condensed Matter - Mesoscale and Nanoscale Physics, detector, business.industry, Resolution (electron density), Detector, pixelated stem, Physics - Applied Physics, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, equipment and supplies, pixelated dpc, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, electric field, lorentz microscopy, Transmission electron microscopy, magnetic induction, specimens, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 4d-stem, microscopy, precision, 0210 nano-technology, business
الوصف: We compare two transmission electron microscopy (TEM) based techniques that can provide highly spatially resolved quantitative measurements of magnetic induction fields at high sensitivity. To this end, the magnetic induction of a ferromagnetic NiFe nanowire has been measured and compared to micromagnetic modeling. State-of-the-art off-axis electron holography has been performed using the averaging of large series of holograms to improve the sensitivity of the measurements. These results are then compared to those obtained from pixelated differential phase contrast, a technique that belongs to pixelated (or 4D) scanning transmission electron microscopy (STEM) experiments. This emerging technique uses a pixelated detector to image the local diffraction patterns as the beam is scanned over the sample. For each diffraction pattern, the deflection of the beam is measured and converted into magnetic induction, while scanning the beam allows a map to be generated. Aberration corrected Lorentz (field-free) configurations of the TEM and STEM were used for an improved spatial resolution. We show that the pixelated STEM approach, even when performed using an old generation of charge-coupled device camera, provides better sensitivity at the expense of spatial resolution. A more general comparison of the two quantitative techniques is given.
تدمد: 0022-3727
1361-6463
DOI: 10.1088/1361-6463/abc77d⟩
URL الوصول: https://explore.openaire.eu/search/publication?articleId=doi_dedup___::96945c83abd86cf7dbea7d5ff4b67cf1
https://infoscience.epfl.ch/record/284480
Rights: OPEN
رقم الانضمام: edsair.doi.dedup.....96945c83abd86cf7dbea7d5ff4b67cf1
قاعدة البيانات: OpenAIRE
الوصف
تدمد:00223727
13616463
DOI:10.1088/1361-6463/abc77d⟩