Elektronowo-magnetyczny dichroizm kołowy
Elektronowo-magnetyczny dichroizm kołowy ( EMCD ) (znany również jako magnetyczny dichroizm chiralny z utratą energii elektronów ) jest odpowiednikiem XMCD w EELS .
Efekt ten został po raz pierwszy zaproponowany w 2003 roku i potwierdzony eksperymentalnie w 2006 roku przez grupę prof. Petera Schattschneidera z Politechniki Wiedeńskiej .
Podobnie jak XMCD, EMCD jest widmem różnicowym dwóch widm węgorzy pobranych w polu magnetycznym o przeciwnych spiralach . W odpowiednich warunkach rozpraszania wirtualne fotony o określonych polaryzacjach kołowych mogą zostać zaabsorbowane, powodując różnice widmowe. Największa różnica oczekiwana jest pomiędzy przypadkiem, w którym jeden wirtualny foton z lewą polaryzacją kołową i jeden z prawą polaryzacją kołową są absorbowane. Dzięki dokładnej analizie różnicy w widmie EMCD można uzyskać informacje na temat właściwości magnetycznych atomu, takich jak jego spin i orbitalny moment magnetyczny .
W przypadku metali przejściowych , takich jak żelazo , kobalt i nikiel , widma absorpcji dla EMCD są zwykle mierzone na krawędzi L. Odpowiada to wzbudzeniu elektronu 2p do stanu 3d przez absorpcję wirtualnego fotonu dostarczającego energię jonizacji. Absorpcja jest widoczna jako cecha widmowa w widmie utraty energii elektronów (EELS). Ponieważ trójwymiarowe stany elektronowe są źródłem właściwości magnetycznych pierwiastków, widma zawierają informacje o właściwościach magnetycznych. Ponadto, ponieważ energia każdego przejścia zależy od liczby atomowej , otrzymana informacja jest specyficzna dla pierwiastka, to znaczy możliwe jest rozróżnienie właściwości magnetycznych danego pierwiastka poprzez badanie widma EMCD przy jego charakterystycznej energii (708 eV dla żelaza ).
Ponieważ zarówno w EMCD, jak i XMCD badane są te same przejścia elektroniczne, uzyskiwane informacje są takie same. Jednak EMCD ma wyższą rozdzielczość przestrzenną i czułość głębi niż jego odpowiednik rentgenowski. Co więcej, EMCD można mierzyć na dowolnym TEM wyposażonym w detektor EELS, podczas gdy XMCD jest zwykle mierzone tylko na dedykowanych liniach badawczych synchrotronu .
Wadą EMCD w jego pierwotnym wcieleniu jest wymaganie materiałów krystalicznych o grubości i orientacji, które dokładnie zapewniają prawidłowe przesunięcie fazowe o 90 stopni potrzebne dla EMCD. Jednak niedawno wykazano, że nowa metoda wiązek wirów elektronowych do pomiaru EMCD bez geometrycznych ograniczeń oryginalnej procedury.
Zobacz też