Учёные из Института Макса Борна создали лабораторный прибор на основе плазменного источника мягкого рентгеновского излучения, который позволяет изучать сверхбыструю динамику магнитных доменов с нанометровым пространственным и пикосекундным временным разрешением. Ранее подобные исследования требовали доступа к крупным установкам — рентгеновским лазерам на свободных электронах (XFEL).
Новый прибор, работающий на частоте 100 Гц с разрешением 9 пикосекунд, сочетает высокую чувствительность к магнитному порядку с элементной специфичностью. В эксперименте с ферримагнитным материалом Fe/Gd учёные впервые наблюдали сложную пикосекундную реорганизацию нанодоменов, вызванную неоднородным оптическим возбуждением.
Эта платформа позволяет в лабораторных условиях систематически исследовать магнитные материалы, изменяя поля, температуру и другие параметры. В перспективе развитие лазерных и детекторных технологий повысит чувствительность прибора, открывая новые возможности для изучения сложных материалов.
Эскиз плазменного источника с лазерным приводом и установки для рассеяния.
На панели (d) показана картина малоуглового рассеяния, зарегистрированная детектором с быстрой считывающей областью вместе с прямым лучом. b Изображение структуры магнитных доменов в многослойном материале Fe/Gd, полученное с помощью магнитно-силовой микроскопии. c, d Сигнал малоуглового рассеяния с временным разрешением, зарегистрированный на границе поглощения Gd M5 (энергия фотонов 1189 эВ). Составное изображение на (d) представляет собой сумму кадров, снятых детектором до лазерного возбуждения (слева), и кадров, снятых после лазерного возбуждения (справа). Для анализа данных двумерные кадры, снятые детектором, интегрируются по азимуту, как показано на (c). Источник: MBI: доктор Дэниел Шик.
Дополнительная информация: Leonid Lunin et al, Laser-driven resonant soft-X-ray scattering for probing picosecond dynamics of nanometre-scale order, Light: Science & Applications (2025). DOI: 10.1038/s41377-025-02088-2
Источник: https://phys.org/news/2025-12-ultrafast-magnetic-domain-nanoscale-soft.html