مسح دراسة الحبار من التلاعب دوامة من الاتصال المحلي

الهدف العام من هذا الإجراء هو معالجة الدوامات في الأغشية الرقيقة فائقة التوصيل عن طريق الضغط الرأسي الموضعي دون تطبيق التيار أو المجال المغناطيسي. تعد القدرة على التحكم في موضع الدوامات الفردية ضرورية لدراسة كيفية تفاعل الدوامات مع بعضها البعض ومع المادة ومع الأجسام المغناطيسية الأخرى. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها طريقة محلية تسمح بالتلاعب الفعال للغاية بالدوامة الفردية دون أي خطوات تصنيع إضافية.

لقد شهدنا لأول مرة تأثير الإجهاد على الأجسام شبه الدقيقة والمغناطيسية الحديدية عندما اعتدنا على SQUID لتصوير وفحص الطريقة التي يغيرون بها اتجاههم نتيجة الإجهاد. بعد هذه الدراسة ، أردنا التحقيق في تأثير الإجهاد المحلي على الأجسام المغناطيسية النانوية الأخرى ، وأول نظام اختبرناه هو نظام الدوامات في موصل فائق. أولا ، قم بإعداد عينة رقيقة من الفيلم فائق التوصيل.

بعد ذلك ، احصل على مستشعر SQUID مصنوع على شريحة سيليكون. قم بتلميع الرقاقة برفق بورق تلميع غير مغناطيسي لتشكيل نقطة متناظرة تحتوي على منطقة الاستشعار. يجب تلميع المادة على طول الطريق لفضح منطقة الاستشعار.

قم بلصق ناتئ مرن على لوحة موصلة بطبقة عازلة. ثم قم بلصق شريحة المستشعر على الكابولي. قم بتركيب العينة بالورنيش أو معجون الفضة.

ثم قم بإرفاقه بعنصر Z-Axis Piezo. قم بإعداد تلسكوبين في مراحل الترجمة ، وقم بتوصيل التلسكوبات بجهاز كمبيوتر عبر الكاميرا. قم بتوصيل وحدة التحكم في نظام حركة مسار الانزلاق العصي.

قم بتوجيه التلسكوبات الموجودة في مقدمة وجانب الشريحة لتوفير التصوير البصري. باستخدام مرحلة الانزلاق Z-stick ، انقل العينة إلى حوالي ميكرومتر واحد من المستشعر بحيث ينعكس المستشعر في العينة. لا تسمح للعينة بالاتصال بالمستشعر.

تحقق من الزوايا بين الشريحة وانعكاسها على جانبي الطرف عند النظر إليها من الأمام. بعد ذلك ، حرك العينة بعيدا عن المستشعر بحوالي 0.5 إلى ملليمتر واحد لمنع تلف الحبار. قم بتدوير براغي المحاذاة بحيث تكون الزوايا بين الرقاقة وانعكاسها متساوية على جانبي الطرف عند عرضها من الأمام.

انقل العينة مرة أخرى إلى حوالي ميكرومتر واحد من المستشعر ، وتحقق من الزوايا مرة أخرى. بمجرد أن تصبح الزوايا متساوية ، قم بتدوير براغي المحاذاة حتى تكون الزاوية بين الرقاقة وانعكاسها أربع درجات على الأقل عند عرضها من الجانب للتأكد من أن الطرف يلامس العينة عند تحريك الدوامات. من المهم محاذاة المستشعر بزاوية بحيث يلمس طرف المستشعر العينة فقط.

بهذه الطريقة ، يمكن تحديد نقطة اتصال مميزة. قم بتحميل رأس المسح الضوئي لنظام SQUID في نظام تبريد بأربعة كالفن. لتوليد الدوامات ، قم بتبريد العينة إلى 4.2 كالفن في وجود مجال مغناطيسي بناء على حجم العينة والعدد المطلوب من الدوامات.

قم بإيقاف تشغيل المجال المغناطيسي ، وقم بتشغيل SQUID. باستخدام زلة Z-stick ، انقل العينة بالقرب من شريحة المستشعر. قم بتطبيق الجهد بين الكابولي ولوحة الكشف عن السعة لإحضار الكابول إلى دائرة الجسر.

امسح عنصر Z Piezo من صفر إلى 200 فولت أثناء مراقبة السعة بين الكابول واللوحة. عندما تتصل العينة بشريحة المستشعر ، سيحدث تغيير كبير في السعة. بمجرد أن تتصل العينة بنجاح بالشريحة ، كرر هذه العملية في عدة مواقع على العينة لتحديد مستوى العينة بالنسبة إلى المستشعر.

لتحريك العينة بالنسبة إلى المستشعر ، قم بمسح الجهد على عناصر X و Y Piezo. بمجرد تحديد المستوى، استخدم عنصر Z Piezo لتحريك العينة بحيث يقوم المستشعر بالمسح الضوئي على ارتفاع ثابت فوق العينة. امسح حول دوامة واحدة لتحديد موقع مركزها بدقة بالنسبة لمنطقة الاستشعار.

قم بإيقاف تشغيل SQUID ، ثم قم بتطبيق جهد أكبر من جهد اللمس لأسفل على عنصر Z Pizo. إما أن تضغط على العينة بجوار مركز الدوامة، أو اسحب المستشعر ببطء أثناء ملامسته للعينة إلى موقع الدوامة الجديد المطلوب. أعد تشغيل الحبار ، وامسح العينة ضوئيا على ارتفاع ثابت لتحديد موقع الدوامة الجديد.

تم إنشاء الدوامات على عينة غشاء رقيق من النيوبيوم. باستخدام هذه الطريقة ، يمكن نقل الدوامات إلى أنماط محددة. قد يتم تحريك الدوامة عدة مرات.

حتى بعد تحريك هذه الدوامة 820 ميكرومتر ، ظلت الدوامة مستقرة في موقعها الجديد. يتم تعيين الإشارة المغناطيسية عن طريق تسجيل التدفق عبر SQUID كدالة للموضع. يتم تسجيل الإشارة من خلال حلقة التقاط SQUID.

ومع ذلك ، يتم الاتصال بالعينة عند طرف شريحة المستشعر. يجب تعويض هذه المسافة عند تحديد موقع اتصال لمعالجة الدوامة. في هذه الحالة ، يحدث الاتصال قبل تسجيل الإشارة المغناطيسية.

إذا تم تشغيل المستشعر أثناء فحص التلاعب، فسيظهر حدث الإزاحة كخطوة باهتة في الإشارة. تبدو الدوامة ، المصورة في موضعها الجديد ، سليمة. يمكن تطبيق هذه التقنية لدراسة تأثير الإجهاد الميكانيكي المحلي على الأجسام المغناطيسية النانوية الأخرى.

تقنية المعالجة الفعالة والقابلة للتكرار للأجسام المغناطيسية النانوية ضرورية لتعزيز التطبيقات الممكنة مثل العناصر المنطقية.