氧化物异质结中电/磁畴结构的原位Lorentz电子显微术研究

新型异质结及薄膜材料中的电畴和磁畴分布，直接影响器件的性能， 所以，电畴和磁畴的直接观测一直是功能器件研究中的重要结构问题。针对这类问题， 我们近期结合电子全息发展了洛伦兹电子显微术。电子全息可以用来表征功能材料的电势场分布，是研究局域电荷分布的有效方法；洛伦兹电子显微术可以揭示磁性材料内部磁畴界和畴取向， 其空间分辨率达到3nm。本项目的主要研究内容有：（1）（La(Sr)MnO3/Nb:SrTiO3）异质结界面和耗尽层结构特性，重点关注微观磁畴结构，给出界面微观磁畴结构，分析界面特性对物理性能的影响；（2）发展完善原位洛伦兹技术，并通过改进洛伦兹透镜外围实验装置，实现在加载条件下直接观测器件内部的电磁畴关联过程。（3）利用原位洛伦兹技术，在原位电场下，直接观察新型氧化物异质结和多铁材料内部电磁畴的动态特性。

本项目中，我们重点关注功能材料中的电磁畴结构分布，主要研究内容包括：用原位透射电镜、lorentz技术系统研究了Mn50Ni40Sn10铁磁形状记忆合金中的马氏体相变、微结构和磁畴结构分布和磁化过程；用高分辨技术和电子全息技术研究了多层磁隧道结的中的微结构和隧道层的势垒分布；多铁材料Fe2OBO3中的纳米极化畴及磁电耦合效应研究，在Fe2OBO3中观察到了明显的无公度调制结构及其对应的从室温几个纳米到低温数百纳米随温度演变的反相条带状畴结构；分析了氧含量对LuFe2O4-δ（n=0）铁电性能和电荷序的影响；发现了LuFe2O4中强的非线性输运特性和气敏特性。