近日，黄晓旭教授课题组在物理应用类期刊《Applied Physics Letters》上发表题为“Electron knock-on damage effects on electron magnetic chiral dichroism of magnetic metals using cobalt as a model”的研究成果。硕士研究生胡绮雯为第一作者，导师符潇潇副教授为通讯作者。

（论文发表页面）

电子磁手性二向色性技术(EMCD)是一种基于透射电镜电子能量损失谱(EELS)的磁表征技术，可实现亚纳米级高空间分辨、元素分辨、占位分辨的局域轨道自旋磁矩定量测量，在研究磁性多层膜、核壳结构、二维范德华磁性材料等体系中界面磁耦合、磁拓扑、磁本征特性等关键基础问题方面具有重要潜力。在STEM模式下的EMCD技术，由于汇聚的纳米束斑具有较大的能量，电子辐照会对材料造成改变进而影响EMCD定量结果。然而，电子辐照对EMCD信号造成何种实际影响这一重要问题在技术的实际应用中时常被忽略，容易造成对定量结果的误读。因此，本论文以金属钴为例，探讨了电子辐照效应对金属磁性材料EMCD定量造成的影响，推动了EMCD定量技术的发展与应用。

本研究以金属钴为模型，基于金属表面在电子辐照损伤过程中可能涉及的三个因素：金属表层氧化、离子减薄后样品表面非晶化以及样品厚度减小，设计了在轴的EELS实验以及离轴的EMCD实验，深入研究了电子辐照过程中三个因素对EMCD信号中非磁性成分和磁性成分的影响。研究结果表明，在持续的电子辐照过程中逐渐去除表面氧化层会导致EMCD谱图中有明显的残余非磁性成分，并可能使磁矩比值的定量结果显著高于实际值，而简单的厚度变化带来的衍射条件和多重散射条件的变化并未对非磁性成分造成影响。基于此研究结果，建议高度重视表面氧化的影响，在EMCD实验前对目标区域进行预先汇聚束电子照射，以尽量减薄氧化层。此外，参考本研究关于样品厚度减薄对EMCD信号非磁性成分影响的结论，本文还提出了探究电子辐照对EMCD信号中磁性成分的影响的实验设计方案。

论文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0180983

（三种因素影响下in-axis EELS实验设计及部分实验结果）