显微科学与技术-松山湖论坛第2期即将举办
主题:电荷与自旋相关电子显微学成像方法的探索
主讲人:田鹤教授 浙江大学材料科学与工程学院
时间:2022年8月19日(周五) 09:00-10:30
地点:腾讯会议
ID:893-181-410
利用同轴电子全息系列欠焦像,提取波函数三维空间相位,反推电荷信息;发展了自校准算法实现电荷修正,实现了单电子电荷精度的探测,提供了一种具有环境、外场响应的电荷动态观测解决方案。通过探测涡旋电子轨道角动量的变化,提取角动量耦合信息,证明了涡旋电子束具有原子尺度磁性成像的潜力,开启了轨道角动量电子显微学这一新的研究领域。在电荷与自旋相关电子显微学成像方法研究的基础上,可以开展关联材料中物性与物态关联关系的探索。
有序性是贯穿凝聚态物理与材料科学的关键课题之一。磁性系统和极性系统按其特定的有序分类,表现为铁磁性/铁电性和反铁磁性/反铁电性。在实现原子尺度对极化单元的直接、动态观测的基础上,通过探索多铁材料BaFe2Se3在多重外场下的结构演变,指出了亚铁电体的独特特性,包括各极性单元的多重转变温度、分离的补偿点和独立极化演化规律。明确区分了固体中的亚铁电体和铁电体,形成了一个真正独立的极性材料分支。
铁电材料中富含多种形态的有序结构,其具有丰富的畴形态与可调制畴密度。研究铁电极性结构的可控拓扑转变,实现了原子级分辨的实时拓扑转变动态行为观测。揭示了铁电纳米器件中拓扑铁电畴的调制模式与应用潜力,将推动铁电拓扑结构材料的设计,以实现其在微电子领域的潜在应用。
针对强关联体系中自旋序、铁电序、及其与晶格之间的耦合规律问题,提出了高能电子相位、角动量信息获取的新思路,发展了电荷动态分布探测、轨道角动量涡旋电子等一系列原创理论、方法与技术,实现了微观电荷、自旋及其有序化的探测,揭示电荷、自旋相关热、电、光学性能与微结构的关联关系。主要成果在国际有影响的学术期刊上发表论文100余篇,其中Nature (2篇), Science (2), Nature Photonics (2), Nature Communications (6), Advanced Materials (6), PNAS等。获中组部“国家青年千人”、浙江省“千人计划”、“国家杰出青年科学基金”资助,承担了973重点基础研究发展计划的专题项目、国家自然科学基金面上项目、浙江省自然科学基金重大项目等。