Name: مسح دراسة الحبار من التلاعب دوامة من الاتصال المحلي (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 53 s
Description: اكتشف طريقة مبتكرة للتحكم في الدوامات الفردية في الأغشية فائقة التوصيل باستخدام الإجهاد العمودي المحلي دون تيارات أو حقول مغناطيسية. تتيح هذه التقنية دراسة تفاعلات الدوامات بدقة عالية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

نشكر A. شاروني من جامعة بار ايلان لتقديم الأفلام فائقة التوصيل. وأيد هذا البحث من قبل المجلس الأوروبي للبحوث غرانت ERC-2014-STG- 639792 والتكامل ماري كوري الوظيفي غرانت FP7-PEOPLE-2012-CIG-333799، والعلوم إسرائيل منحة مؤسسة قوى الأمن الداخلي، 1102-1113.

1. الوصول إلى نظام المسح الضوئي الحبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام نظام الحبار المسح التي تضم جهاز استشعار الحبار ملفقة على شريحة 9، 10، عصا الانزلاق مرحلة حركة الخشنة، والماسح الضوئي على أساس بيزو لحركة غرامة. انظر الشكل 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تلميع رقاقة الحبار في الزاوية حول حلقة صغيرة. المواد من الشريحة تحتاج إلى إزالة كل وسيلة لحلقة صغيرة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تلميع بلطف الحبار، وذلك باستخدام ورقة تلميع غير مغنطيسية 5-0،5 ميكرومتر. ملاحظة: بعد مرحلة تلميع لا يمكن أن تتحقق في حلقة صغيرة الى مقربة، أو الاتصال، مع العينة. </li></ol></li></ol> 2. ترسب النيوبيوم (ملحوظة) رقيقة مع التيار المباشر (DC) الاخرق <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحصول على الركيزة. في هذا العمل، واستخدام الركيزة السيليكون مخدر البورون مع 500 نيوتن متر من أكسيد السيليكون. ركائز أخرى مثل SrTiO وأهداب الشوق ممكنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التوصل إلى لض قاعدةإعادة 10 -7 عربة في الغرفة. قبل تفل غرفة التبخر في درجة حرارة الغرفة مع ملحوظة الهدف 99.95٪، في بيئة الأرجون عند ضغط 2.4 mTorr مع معدل ترسب 1.8 A / S لمدة 10 دقيقة. لاحظ أن عملية ترسب يمكن أن تبدأ إلا عندما يكون ضغط قاعدة في الغرفة أقل من 10 -7 عربة. إذا كان الضغط أعلى تكرار في مرحلة ما قبل الاخرق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الركيزة في الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيداع ملحوظة طبقة رقيقة من قبل الاخرق في درجة حرارة الغرفة من ملحوظة الهدف 99.95٪، في بيئة الأرجون عند ضغط 2.4 mTorr مع معدل ترسب 1.8 A / S. </li></ol> 3. عينة من طرف محاذاة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في هذه المرحلة، محاذاة رقاقة الاستشعار مع العينة بحيث غيض من الشريحة يجعل الاتصال مع عينة عندما تتحرك الدوامات. ولتحقيق ذلك، استخدم زاوية المواءمة بين 4 على الأقل درجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الغراء ناتئ مرونة على لوحة إجراء بطبقة عازلة. ثم، الغراء تشي الحبارع على تعزية. السعة بين ناتئ ولوحة ثابتة تحدد اتصال مع العينة ومدى الإجهاد المطبق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينة الحمل على المجهر. الغراء العينة على عينة المعينة جبل استخدام الورنيش أو الفضة عجينة. الغراء جبل لعنصر Z بيزو (الشكل 1A). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط نظام الحركة الخشنة عصا الانزلاق إلى وحدة تحكم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد التصوير الضوئي من زاويتين - الجبهة والجانب من الشريحة. استخدام اثنين من التلسكوبات وضعت على مراحل الترجمة، وتوجه إلى الجزء الأمامي من رقاقة واحدة من جانبيها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام Z عصا الانزلاق مرحلة حركة الخشنة، ونقل العينة إلى مسافة 1 ميكرون من أجهزة الاستشعار، بحيث انعكاس استشعار مرئيا على العينة. ملاحظة: اتصل بين العينة وأجهزة الاستشعار في هذه المرحلة قد تضر الحبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل عينة 0،5-1 ملم بعيدا من أجهزة الاستشعار على استخدام المرحلة Z عصا الانزلاق الخشنة الحركة لمنع الأضرار التي لحقت Sمضغة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدوير مسامير محاذاة (الشكل 1A) للحصول على زوايا الجبهة متساوية (أي الزوايا الجانبين من طرف شريحة تجعل مع انعكاسه، كما رأينا في الشكل 1C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل العينة إلى مسافة 1 ميكرون من أجهزة الاستشعار. تحقق من الزوايا وكرر الخطوة 3.7 و 3.8 إذا لزم الأمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدوير مسامير محاذاة للحصول على زاوية من 4 درجات بين أجهزة الاستشعار والعينة (1D الشكل). تأكد من غيض من رقاقة هو الجزء الذي يجعل الاتصال مع العينة. </li></ol> 4. القياسات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل رئيس المسح الضوئي (الشكل 1A) إلى نظام 4 K التبريد. يجب أن تكون متصلا رأس المسح الضوئي إلى لوحة الباردة، وتحيط بها علبة فراغ: ملاحظة. سلك لفائف حول العلبة لتطبيق مجال مغناطيسي خارجي (حقول منخفضة من عدة غاوس كافية لهذه الدراسة). تغطية هذا الإعداد مع درع مو المعادن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بارد في وجود ماغنيالحقل عرة، من خلال تطبيق الحالية من خلال لفائف المحيطة المجهر. اختيار قوة المجال بعناية لتحقيق كثافة دوامة المطلوب. استخدام 1Φ 0 = 20.7 G / ميكرون 2 لحساب الحقل التباطؤ. على سبيل المثال، لمدة 10 الدوامات في 10 ميكرون 10 ميكرون المنطقة، وتطبيق 2.07 G. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتغيير لكثافة دوامة عينة الحرارة جديدة فوق درجة حرارة فائقة التوصيل الانتقال (لملحوظة، والحرارة فوق 10 K). تطبيق الحقل الجديد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينة باردة إلى 4.2 ك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل المجال المغناطيسي خارج. تحويل الحبار جرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل عينة قريبة من الحبار باستخدام نظام الحركة الخشنة عصا الانزلاق. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق الفولتية المتزايد على المكعب Z-عصا زلة لنقل عينة أقرب إلى شرائح الحبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق الجهد بين ناتئ ولوحة لقراءة السعة باستخدام جسر السعة (0،1-1 الخامس عادة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اكتساح التيار الكهربائي عن العنصر Z بيزو. قياس السعة بين ناتئ وبلاته. إذا حدث تغيير كبير في السعة، وكانت العينة في اتصال مع رقاقة الحبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا لم العينة اجراء اتصالات مع رقاقة، كرر الخطوات 4.6.1-4.6.3 حتى لوحظ الاتصال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياري: استخدام الحركة بالطبع لضبط التباعد بين طرف والعينة بحيث يحدث الاتصال في الفولتية المنخفضة (0-10 V تطبيقها على Z بيزو). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ذات مرة كان هناك اتصال، كرر الخطوات من 4.6.2-4.6.3 في عدة مواقع من أجل تحديد زوايا الميل للسطح وتحديد الطائرة من العينة، نسبة إلى أجهزة الاستشعار. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اكتساح التيار الكهربائي عن العناصر X و Y بيزو من أجل تحريك العينة بالنسبة إلى أجهزة الاستشعار. مسح على ارتفاع ثابت فوق عينة، من دون اتصال بين طرف والعينة، وذلك لرسم خريطة توزيع دوامة. تحقيق ارتفاع المسح المستمر عن طريق تغيير الجهد على بيزو Z وفقا لمواقع X و Y، والطائرة المحددة في 4.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختيار دوامة ومسح أروالثانية أن تحدد بدقة موقع وسطها. لاحظ أن الموقع دوامة نسبة إلى حلقة صغيرة الحبار، وليس لجهة الاتصال. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل الحبار قبالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق الجهد أكبر من هبوط الجهد لض بيزو وإما الصنبور بجوار مركز الدوامة أو كنس دوامة عن طريق سحب أجهزة الاستشعار (في اتصال مع عينة) ببطء على العينة إلى الموقع المطلوب. فإن دوامة التحرك نحو الصنبور أو في الاتجاه الكاسح. القيم النموذجية لإضافتها إلى تطبيق ض بيزو الجهد هي 2-5 V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل الحبار جرا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الصورة مرة أخرى على ارتفاع مستمر من دون اتصال لتحديد الموقع الجديد من دوامة. </li></ol>

<ol><li>Olson Reichhardt, C. J., Hastings, M. B. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/cond-mat/0307374">Do Vortices Entangle?</a> Phys. Rev. Lett. 92, 157002(2004).</li>
<li>Milošević, M. V., Berdiyorov, G. R., Peeters, F. M. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl301451e">Fluxonic cellular automata.</a> Appl. Phys. Lett. 91, 212501(2007).</li>
<li>Kalisky, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+Probe+Manipulation+of+Magnetism+at+the+LaAlO3%2FSrTiO3+Heterointerface%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Scanning Probe Manipulation of Magnetism at the LaAlO3/SrTiO3 Heterointerface.</a> Nano Lett. 12, 4055-4059 (2012).</li>
<li>Silva, C. C. D. S., Van de Vondel, J., Morelle, M., Moshchalkov, V. V. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nature/journal/v440/n7084/full/nature04595.html">Controlled multiple reversals of a ratchet effect.</a> Nature. 440, 651-654 (2006).</li>
<li>Kalisky, B., et al. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.3137164">Dynamics of single vortices in grain boundaries: I-V characteristics on the femtovolt scale.</a> Appl. Phys. Lett. 94, 202504(2009).</li>
<li>Embon, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+dynamics+and+pinning+of+single+vortices+in+superconductors+at+nanometer+scales%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Probing dynamics and pinning of single vortices in superconductors at nanometer scales.</a> Sci. Rep. 5, 7598(2015).</li>
<li>Auslaender, O. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.nature.com/nphys/journal/v5/n1/full/nphys1127.html">Mechanics of individual isolated vortices in a cuprate superconductor.</a> Nature Phys. 5, 35-39 (2008).</li>
<li>Kalisky, B., et al. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1012.4271">Behavior of vortices near twin boundaries in underdoped Ba(Fe1-xCox)2As2.</a> Phys. Rev. B. 83, 064511(2011).</li>
<li>Huber, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gradiometric+micro-SQUID+susceptometer+for+scanning+measurements+of+mesoscopic+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Gradiometric micro-SQUID susceptometer for scanning measurements of mesoscopic samples.</a> Rev. Sci. Instrum. 79, 053704(2008).</li>
<li>Koshnick, N. C., et al. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/0901.0308">A terraced scanning super conducting quantum interference device susceptometer with submicron pickup loops.</a> Appl. Phys. Lett. 93, 243101(2008).</li>
<li>Kremen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+Control+of+Individual+Superconducting+Vortices%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Mechanical Control of Individual Superconducting Vortices.</a> Nano Lett. 16, 1626-1630 (2016).</li>
</ol>

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

التلاعب الناجح من الدوامات يعتمد على عدة خطوات حاسمة. ومن المهم لتحقيق المواءمة بين أجهزة الاستشعار في زاوية، بحيث غيض من رقاقة سيكون أول لاجراء اتصالات مع العينة. ثانيا، من المهم أن نلاحظ أن القوة المبذولة على عينة يتم تحديدها من قبل الخواص الميكانيكية للناتئ أن يتم تركيب شريحة جرا. في نظام مرن، والقوة المطبقة يتناسب مع انحراف، والعاشر، وفقا للقانون هوك: F = -kx حيث k هو ثابت في الربيع، والتي تحددها معامل...

الدوامات هي كائنات المغناطيسية على مقياس النانو، التي شكلت في نوع 2 الموصلات الفائقة في وجود مجال مغناطيسي خارجي. في عينة عيب مجانا، ويمكن الدوامات التحرك بحرية. ومع ذلك، عيوب مختلفة في نتيجة مادية في مناطق انخفاض الموصلية الفائقة التي مواتية بقوة لالدوامات. الدوامات تميل لتزيين هذه المناطق، والمعروف أيضا باسم مواقع تعلق. في هذه الحالة، يجب أن تكون القوة اللازمة لتحريك دوامة أكبر من القوى المثبتة. خصائص الدوامات، مثل كثافة دوامة، قوة التفاعل وطائفة، ويمكن تحديدها بسهولة عن طريق الحقل الخارجي، ودرجة الحرارة، أو الهندسة من العينة. القدرة على التحكم في هذه الخصائص تجعلها نظام نموذجا جيدا للسلوك المادة المكثفة التي يمكن ضبطها بسهولة، فضلا عن المرشحين المناسبين للتطبيقات الالكترونية 1، 2. السيطرة على موقع الدوامات الفردية أمر ضروري لتصميم مثل هذا لوعناصر gical. قد تحققت المكافحة الميكانيكية النانوية المغناطيسية قبل. Kalisky وآخرون. المستخدمة مؤخرا مسح فائقة التوصيل تدخل الجهاز الكم (الحبار) لدراسة تأثير الإجهاد الميكانيكي المحلي على بقع المغناطيسية في واجهات أكسيد معقدة 3. انهم كانوا قادرين على تغيير اتجاه التصحيح عن طريق المسح الضوئي في الاتصال، والضغط على غيض من الحبار في العينة، تطبيق قوة تصل إلى 1 μN في هذه العملية. وقد استخدمنا طريقة مماثلة في بروتوكول لدينا من أجل المضي الدوامات. في الدراسات الموجودة التلاعب دوامة، وقد تحقق الحركة من خلال تطبيق الحالية للعينة، وبالتالي خلق لورنتز القوة 4، 5، 6. بينما هذه الطريقة فعالة، فإنه ليس المحلي، وسعيا للسيطرة على دوامة واحدة، مطلوب تلفيق إضافية. الدوامات ويمكن أيضا أن يكون manipulated من خلال تطبيق مجال مغناطيسي خارجي، على سبيل المثال مع مجهر القوة المغناطيسية (MFM) أو مع لفائف المجال الحبار 7 و 8. هذه الطريقة فعالة والمحلي، ولكن القوة التي تطبقها هذه الأدوات الصغيرة، ويمكن التغلب على القوى المثبتة فقط في درجات حرارة عالية، على مقربة من درجة الحرارة الحرجة للموصل جيد للكهرباء. يسمح بروتوكول لدينا فعالية التلاعب المحلي، في درجات حرارة منخفضة (4 K) دون تلفيق إضافية من العينة. نحن الدوامات الصورة باستخدام المسح المجهري الحبار. ملفقة الاستشعار عن رقاقة السيليكون الذي مصقول في الزاوية، ولصقها على ناتئ مرونة. يتم استخدام تعزية للاستشعار بالسعة من السطح. يتم وضع رقاقة في زاوية لعينة، بحيث نقطة الاتصال هي على طرف الرقاقة. نحن نطبق قوى تصل إلى 2 μN عن طريق دفع الشريحة في العينة. ننتقل العينة بالنسبة إلى الحبار من قبل عناصر بيزو. ننتقلدوامة من خلال الاستفادة من طرف السيليكون بجانب الدوامة، أو عن طريق تجتاح ذلك، ولمس دوامة.

<table><tbody><tr><td>عصا نظام الحركة الخشنة للانزلاق</td><td>attocube</td><td>ANPx-101</td><td>x ، y نظام الحركة</td></tr><tr><td>الخشنة للانزلاق</td><td>ATTOCUBE</td><td>ANPz-101</td><td>z عصا الحركة</td></tr><tr><td>الانزلاق وحدة التحكم في نظام الحركة الخشنة</td><td>Attocube</td><td>ANC 300</td><td></td></tr><tr><td>مضخم الجهد العالي</td><td>Attocube</td><td>ANC 250</td><td></td></tr><tr><td>بطاقة الحصول على البيانات</td><td>الوطنية</td><td>NI&nbsp; PCIe-6363</td><td></td></tr><tr><td>عناصر بيزو</td><td>Piezo Systems Inc</td><td>T2C</td><td>غير مغناطيسي</td></tr><tr><td>منخفض الضوضاء الجهد المضخم</td><td>ستانفورد أنظمة الأبحاث</td><td>SR 560</td><td></td></tr><tr><td>جسر السعة</td><td>راديو العام</td><td>1615A</td><td></td></tr><tr><td>تلسكوب</td><td>NAVITAR</td><td>1-504516</td><td></td></tr><tr><td>كاميرا</td><td>MOTICAM</td><td>MP2</td><td></td></tr><tr><td>dewar</td><td>Cryofab</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>إدراج</td><td>ICE أكسفورد</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>درع معدني</td><td>Mu غطاء فراغ</td><td></td> ICE <td></td></tr><tr><td></td><td>أكسفورد</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>نظام الاخرق</td><td>AJA international Inc</td><td>N / A</td><td></td></tr><tr><td>فيلم اللف</td><td>3M</td><td>261X</td><td>غير المغناطيسي</td></tr><tr><td>Nb الهدف</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EJTNBXX351A2</td><td></td></tr><tr><td>GE Varnish</td><td>CMR-Direct</td><td>02-33-001</td><td>لغرفة التبريد</td></tr> المبردة <tr><td>معجون الفضة</td><td>هيكل التحقيق Inc</td><td>05063-AB</td><td></td></tr></tbody></table>

مسح دراسة الحبار من التلاعب دوامة من الاتصال المحلي

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

يعد التلاعب المحلي والحتمي بالدوامات الفردية في الموصلات الفائقة من النوع 2 أمرا صعبا. تعد القدرة على التحكم في موضع الدوامات الفردية ضرورية لدراسة كيفية تفاعل الدوامات مع بعضها البعض ، ومع الشبكة ، ومع الأجسام المغناطيسية الأخرى. هنا ، نقدم بروتوكولا لمعالجة الدوامة في الأغشية الرقيقة فائقة التوصيل عن طريق الاتصال المحلي ، دون تطبيق المجال الحالي أو المغناطيسي. يتم تصوير الدوامات باستخدام جهاز تداخل كمي فائق التوصيل (SQUID) ، ويتم تطبيق الضغط الرأسي على العينة عن طريق دفع طرف شريحة السيليكون إلى العينة ، باستخدام عنصر كهرضغطية. يتم تحريك الدوامات عن طريق النقر على العينة أو مسحها بطرف السيليكون. تسمح طريقتنا بالتلاعب الفعال بالدوامات الفردية ، دون الإضرار بالفيلم أو التأثير على تضاريسه. نوضح كيف تم نقل الدوامات إلى مسافات تصل إلى 0.8 مم. ظلت الدوامات مستقرة في موقعها الجديد لمدة تصل إلى خمسة أيام. بهذه الطريقة ، يمكننا التحكم في الدوامات وتحريكها لتشكيل تكوينات معقدة. يمكن أيضا تنفيذ هذه التقنية لمعالجة الدوامة في تطبيقات مثل الأجهزة المنطقية القائمة على الدوامة.

تم اختبار بروتوكول لدينا بنجاح على الآلاف من الأفراد الدوامات، وفصلها بشكل جيد في عينتين من ملحوظة، وتسعة عينات من NBN. نحن توليد الدوامات الجديدة على نفس العينة عن طريق تسخين العينة فوق ح، والتبريد مرة أخرى إلى 4.2 K في وجود مجال مغناطيسي. لقد اخترنا مجال مغناطيسي خارجي لتحقيق كثافة دوامة المطلوب. نعرض هنا البيانات من هذه التجارب. وقد وصفت هذه النتائج بالتفصيل Kremen وآخرون. 11. <p class="jove_content" fo:keep-...

نقدم بروتوكولا للتلاعب بالدوامات الفردية في أغشية رقيقة فائقة التوصيل ، باستخدام التلامس الميكانيكي المحلي. لا تتضمن الطريقة تطبيق التيار أو المجال المغناطيسي أو خطوات التصنيع الإضافية.

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

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

scanning-squid-study-of-vortex-manipulation-by-local-contact

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

موصوفة تلفيق قنوات ميكروفلويديك وتنفيذها في تجارب لدراسة السلوك الكيميائي تستخدم علفا للميكروبات البحرية داخل المغذيات الطبيعية البرية والبحرية وسلوك غير مكتمل للسباحة داخل البكتيريا تدفق القص.

الكيميائي استجابة الكائنات المجهرية البحرية الصغيرة الحجم لطبقات غذائية

هذا البروتوكول ينص على تعليمات حول كيفية استخدام جهاز قائم بذاته velocimetry تحت الماء (SCUVA) ، الذي صمم لتقدير حجم تدفقات الحيوانية التي تم إنشاؤها في الموقع. بالإضافة إلى ذلك ، يعالج هذا البروتوكول التحديات التي تفرضها الظروف الميدانية ، ويتضمن الاقتراح المشغل ، والموقف من الحيوانات التنبؤ ، واتجاه SCUVA.

قياس الكمي في الموقع التدفقات باستخدام جهاز قائم بذاته Velocimetry تحت الماء (SCUVA)

يمكن أن تعطل الاورام الحميدة أضعاف الصوتية ديناميات أضعاف الصوتية، وبالتالي يمكن أن يكون لها عواقب مدمرة على قدرة المريض على التواصل. يتم فحص فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن البوليب نموذج محمول على الحائط وتأثيره على تحميل ضغط الجدار باستخدام قياس جسيمات الصورة، وتصور خط الاحتكاك الجلد، وقياسات ضغط الجدار.

التحقيق في فصل التدفق ثلاثي الأبعاد الناجم عن نموذج بوليب أضعاف الصوتية

يمكن استخدام الفحص النانوي للمسبار الغروي  في مجموعة متنوعة من المجالات لاكتساب نظرة ثاقبة للاستقرار الفيزيائي وحركية التخثر للأنظمة الغروية والمساعدة في اكتشاف الأدوية وعلوم الصياغة باستخدام الأنظمة البيولوجية. توفر الطريقة الموصوفة في الداخل وسيلة كمية ونوعية لدراسة مثل هذه الأنظمة.

فحص الكمية والنوعية من التفاعلات الجسيمات الجسيمات الغروية عن طريق مسبار Nanoscopy

تم وصف جهازين تجريبيين لفحص اصطدام النفاثة السائلة على سطح متحرك عالي السرعة: جهاز مدفع هوائي وجهاز قرص دوارة. تستخدم الأجهزة لتحديد الأساليب المثلى لتطبيق معدل الاحتكاك السائل (LFM) على مسارات السكك الحديدية للتحكم في الاحتكاك في أعلى السكك الحديدية.

تصور عالية السرعة السائل جيت الانحشار على السطح المتحرك

نستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع جزيئات متباينة الخواص في أشكال الرافعات والصلبان والرباعيات والثلاثيات ، والتي يمكن قياس محاذاة ودوران تدفق السوائل المضطرب من صور فيديو متزامنة متعددة.

أساليب لقياس التوجيه ودوران معدل الجسيمات في الاضطرابات 3D-طباعة

نوضح التلاعب الدقيق بالجزيئات العضوية الفردية على سطح معدني باستخدام طرف مجهر مسبار المسح المدفوع بيد المجرب ثلاثي الأبعاد باستخدام نظام التقاط الحركة ونظارات الواقع الافتراضي الغامرة بالكامل.

التحكم ناحية التلاعب احدة الجزيئات عن طريق المجهر التحقيقي مع واجهة الواقع الافتراضي 3D

يوصف منصة الروبوتية التي سيتم استخدامها لدراسة الهيدروديناميكية الأداء القوى وflowfields للسباحة كاليفورنيا أسد البحر. الروبوت هو نموذج للforeflipper الحيوان التي دفعتها من المحركات لتكرار الحركة من السكتة الدماغية الدافعة لها ( "التصفيق").

ومنصة الروبوتية لدراسة Foreflipper من أسد البحر كاليفورنيا

ويرد على بروتوكول لتلفيق المغناطيسية المتناهية الصغر والنانو مع تكوينات تدور تشكيل الدوامات المغناطيسية مناسبة لانتقال المغناطيسي الأشعة السينية دراسات مجهرية (متكسم) ومجهر إلكتروني (TEM).

تصنيع النانو المغناطيسية في أغشية نيتريد السيليكون لدراسات دوامة مغناطيسية باستخدام تقنيات الفحص المجهري الإرسال

والهدف من البروتوكول هو تمكين تصور حقول التدفق التفصيلية وتحديد القص القريب من الحدود والضغوط العادية داخل حفرة التوازن التي يسببها خط أنابيب تهتز.

تصور حقل التدفق حول خط أنابيب تهتز داخل ثقب التوازن

Macropinocytosis هي عملية داخل الخلايا محفوظة للغاية تبدأ من خلال تشكيل إسقاطات غشائية غنية بالصفائح F-actin ، والمعروفة أيضا باسم كشكشة الغشاء. وقد تورط معدل زيادة الاستيعاب المذاب macropinocytotic في مختلف الظروف المرضية. يقدم هذا البروتوكول طريقة لقياس تكوين كشكشة الغشاء في المختبر باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح.

تصور تشكيل غشاء الكشكشة باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح

اكتشف طريقة مبتكرة للتحكم في الدوامات الفردية في الأغشية فائقة التوصيل باستخدام الإجهاد العمودي المحلي دون تيارات أو حقول مغناطيسية. تتيح هذه التقنية دراسة تفاعلات الدوامات بدقة عالية.

مسح دراسة الحبار من التلاعب دوامة من الاتصال المحلي

استكشف المزيد من الفيديوهات