近年来，随着自旋电子学的快速发展，磁性薄膜材料在超高密度信息存储与逻辑运算方面展现出广阔的应用前景。而磁畴结构作为磁性材料的基本特性，受到材料种类、晶体结构、表面/界面结构、磁各向异性、杂质与缺陷、以及器件尺寸等诸多因素影响，在蕴藏着丰富物理内涵的同时也与材料性能息息相关，因此成为相关领域的研究热点。

磁成像技术是研究薄膜磁畴结构的重要手段，不仅可以更为直观地呈现样品磁畴特性，还能够对磁矩在外场调控作用下的行为开展实时观测。目前，常用的磁成像技术主要包括磁光克尔显微镜、磁力显微镜、洛伦兹透射电子显微镜、自旋极化低能电子显微镜以及基于磁二色效应的光发射电子显微镜（photo emission electron microscopy, PEEM）等，它们各具特色，为磁性材料的基础物理研究与性能优化提供了有力的支持。

基于磁二色效应的PEEM技术不仅能够更为直观地对磁畴结构进行实时成像并进行定量分析，还可以结合表面形貌与微结构等信息，给出更为清晰、更加全面的物理图像，在开展自旋结构观测、磁化翻转、磁性定量分析等方面具有独特的优势。但是，传统PEEM磁成像实验需要依托大型同步辐射光源（X-PEEM），这使得实验的开展在空间与时间上受到了严苛的限制。

《物理学报》2020年第9期“特邀综述”栏目刊登了北京科技大学王守国教授课题组撰写的基于深紫外激光-光发射电子显微技术的高分辨率磁畴成像综述文章。文章对最新搭建的深紫外激光-光发射电子显微镜系统做了详细介绍，系统采用中国科学院理化技术研究所陈创天院士与许祖彦院士团队研制的全固态深紫外激光（波长：177.3 nm；光子能量：7.0 eV）为激发光源，在旋性可变的圆偏振态激光与偏振方向连续可调的线偏振态激光激发下，结合光源高光子能量的优势，可对铁磁金属与铁磁合金薄膜等材料实现光电子的直接激发成像，不需要对表面进行功函数调制处理。该系统通过超高真空连接了分子束外延薄膜沉积设备，可开展集高质量单晶薄膜样品生长、超高真空样品传输与高分辨率磁成像观测等功能于一体的实验研究。

该套系统为中国科学院物理研究所、中国科学院理化技术研究所、北京中科科仪股份有限公司和北京科技大学联合研制，目前已经通过科技部和中国科学院的验收。项目组利用该系统成功制备出具有垂直磁各向异性的单晶L10-FePt磁性薄膜并在该体系中实现了空间分辨率优于50 nm的磁畴结构观察，是国际首次在不依赖同步辐射光源的条件下利用PEEM技术进行高分辨磁成像观测，是非常有意义的实验结果。

文章对基于磁二色效应的PEEM磁成像技术的机理进行了详细的阐释，介绍了国际上首例以深紫外激光为激发光源的PEEM磁成像技术的研究进展，成功实现了PEEM技术在普通实验室条件下对磁性薄膜的高分辨磁畴观测，展示了我国在新仪器的集成和开发上的新成果，为该研究领域的进一步发展提供了宝贵的经验。

图1 MBE-PEEM联合系统示意图和照片

图2 深紫外激光-光发射电子显微镜系统装置示意图

图3（a）FePt薄膜的LEEM形貌图像，插图为该区域LEED图像；（b）对于同一区域使用圆偏振DUV获得的PEEM磁畴图像；（c）DUV-PEEM磁畴成像空间分辨率的测定。

王守国，北京科技大学教授、博导、国家杰出青年基金获得者、国家重点研发计划首席科学家。1996年本科毕业于安徽大学，获理学学士学位；2001年研究生毕业于中国科学院固体物理研究所，获凝聚态物理博士学位；2001年至2007年，先后在新加坡国立大学、德国马普微结构物理研究所和英国牛津大学从事研究工作；2007年底回国，加入中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室；2015年12月调入北京科技大学材料科学与工程学院。

主持的项目主要包括：国家重点研发计划、国家杰出青年基金、基金委重点项目、国家重大科学仪器设备开发专项子课题、中国科学院仪器研制项目、基金委面上项目、科技部中国—以色列国际合作项目等。共发表SCI学术论文130余篇，其中包括Adv. Mater., Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., J. Am. Chem. Soc., Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett., Nanoscale, ACS Appl. Mater. Int.等期刊。

目前担任中国电子学会应用磁学分会副主任委员兼秘书长；中国金属学会功能材料分会副秘书长、中国材料研究学会纳米材料与器件分会副秘书长；中国金属学会材料科学分会常务理事；中国材料研究学会青年工作委员会常务理事等。担任《Rare Metals》（稀有金属英文版）和《International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials》等期刊编委。

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