Image en microscopie à force de résonance ferromagnétique de la précession d'un mode de bord dans un disque en permalloy de 500 nm de diamètre. Le disque apparaît comme une région bleue, et la précession du mode de bord apparaît comme un pic violet sur la droite.
(Phys.org) —Une équipe de chercheurs du Royal Institute of Technology, Stockholm, l'Université du Maryland, et le Centre NIST pour la science et la technologie à l'échelle nanométrique ont mesuré de grandes variations dans les propriétés magnétiques le long du bord d'un disque à couche mince de 500 nm de diamètre. Ce travail représente un développement significatif dans la mesure des propriétés magnétiques des bords des couches minces, qui sont particulièrement importants pour les nanodispositifs, tels que les cellules de mémoire magnétique, où le rapport bord/surface est grand.
La technique des chercheurs, appelée microscopie à force de résonance ferromagnétique, détecte la résonance magnétique dans un échantillon grâce à des changements dans la force magnétique entre l'échantillon et une pointe en porte-à-faux magnétique. La technique utilise un champ externe provenant d'une antenne micro-ondes à proximité pour exciter une résonance magnétique qui provoque la précession de l'aimantation de l'échantillon, vacillant comme une toupie, des milliards de fois par seconde. Cette précession conduit à une petite diminution de l'aimantation moyenne dans le temps qui peut être détectée comme un changement de la force magnétique sur le cantilever. Avec un champ extérieur appliqué dans le plan du film, la modélisation prédit qu'un "mode de bord" se forme dans lequel la précession est localisée à moins de 30 nm du bord. Les mesures récentes ont profilé ce mode de bord avec une résolution record de 100 nm. En tournant la direction du champ appliqué, l'emplacement du mode de bord est alors déplacé le long de la circonférence du disque, avec des changements dans la résonance magnétique cartographiant les variations des propriétés magnétiques le long du bord.
Les chercheurs pensent que le développement continu des méthodes de microscopie à force de résonance ferromagnétique permettra de mesurer des nanodispositifs magnétiques individuels, fournissant de nouvelles informations importantes sur les propriétés de ces dispositifs et leurs défauts potentiels.
