Methodenartikel

Visualisierung von einachsiger Beanspruchung Manipulation der antiferromagnetischen Domänen in Fe1 +YTe mit einer Spin-polarisierten Scanning Tunneling Mikroskop

DOI:

10.3791/59203

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24. März 2019

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1Department of Physics, Applied Physics and Astronomy, Binghamton University, 2Institute of Physics, University of Silesia

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Mit einachsiger Beanspruchung kombiniert mit Spin-polarisierten scanning tunneling Microscopy, wir visualisieren und bearbeiten die antiferromagnetischen Domänenstruktur Fe1 + yTe, das Elternteilmittel Eisen basierten Supraleitern.

Zusammenfassung

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Die Quest korrelierte elektronische Systeme zu verstehen hat die Grenzen der experimentellen Messungen in Richtung der Entwicklung der neuen experimentellen Techniken und Methoden vorangetrieben. Hier verwenden wir ein neuartiges selbstgebauten einachsiger Belastung Gerät in unsere Variable Temperatur scanning tunneling Mikroskop, das ermöglicht es uns, kontrollierbar in der Ebene einachsiger Beanspruchung in Proben zu manipulieren und ihre elektronische Antwort auf atomarer Skala Sonde integriert. Mit scanning tunneling Microscopy (STM) mit Spinpolarisation Techniken, wir visualisieren antiferromagnetischen (AFM) Domains und deren atomare Struktur in Fe1 +yTe Proben, das Elternteilmittel Eisen basierten Supraleitern und demonstrieren Sie, wie diese Domains auf angewandte einachsiger Belastung reagieren. Wir beobachten die bidirektionale AFM Domänen in der ungezwungenen Probe mit einer durchschnittlichen Domäne Größe von ~ 50-150 nm, den Übergang in eine unidirektionale Einzeldomäne angewandte einachsigen belastet. Die hier vorgestellten Ergebnisse eröffnen eine neue Richtung um einen wertvollen tuning Parameter im STM, sowie andere spektroskopischen Techniken, sowohl für die Optimierung der elektronischen Eigenschaften wie Induktion Symmetrie brechen in Quantensystemen Material zu nutzen.

Einleitung

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Hochtemperatur-Supraleitung in Cuprate und Eisen basierten Supraleitern ist eine faszinierende Quantum Angelegenheit1,2. Eine große Herausforderung bei der Supraleitung Verständnis wird lokal verflochten unter verschiedenen gebrochenen Symmetrie Staaten, wie z. B. elektronische nematische und Smectic Phasen (die rotatorische und translatorische Symmetrien der elektronischen Staaten brechen), mit Supraleitung3,4,5,6,7. Manipulation und bewusste tunin....

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Protokoll

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Hinweis: Die U-förmigen Körper besteht aus 416 Edelstahl, die ist steif und hat einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), ~9.9 μm/(m∙°C), im Vergleich zu ~17.3 μm/(m∙°C) für 304 Edelstahl.

1. mechanische einachsiger Belastung Gerät

  1. Reinigen Sie das u-förmige Gerät, der Mikrometer-Schrauben (72 Umdrehungen pro Zoll entspricht 1 / 72), Belleville Frühling Festplatten und die Grundplatte beschallen sie separat in Aceton zuerst und dann in Isopropanol, für jeweils 20 min in ein Ultraschallbad Sonikator. Dies entfernt alle Unreinheiten/Partikel. Dieser Prozess sollte in der Haube durchgeführt werden.
  2. Backen sie in ....

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Ergebnisse

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STM-Topographen wurden gemessen, im ständigen Strombetrieb mit einem Sollwert Bias von-12 meV angewendet, um die Probe und einem Sollwert von-1.5 nA gesammelt an der Spitze. PT-IR-Spitzen waren bei allen Experimenten verwendet. Um Spin-polarisierten STM zu erreichen, muss die scanning tunneling Mikroskopspitze mit magnetischen Atome beschichtet werden, was ziemlich schwierig sein kann. In diesem Fall enthält das Beispiel selbst Fe1 +yTe zu studieren, ein ein.......

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Diskussion

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Alle Operationen erforderlich, um die Proben in und innerhalb der STM bewegen werden durchgeführt mit Sätzen von Arm Manipulatoren. Die STM wird durch flüssigen Stickstoff und flüssiges Helium bei niedrigen Temperaturen beibehalten, und die Probe abkühlt für mindestens 12 h vor angesprochen. Dies ermöglicht der Temperatur der Probe und Mikroskop, thermisches Gleichgewicht zu erreichen. Um elektrische und akustische Lärm zu isolieren, wird die STM in eine akustische und Radiofrequenz abgeschirmten Raum platziert. Mikrosko.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

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P.A. räumt Unterstützung von der US National Science Foundation (NSF) Karriere unter Award Nein. DMR-1654482. Materiellen Synthese erfolgte mit Unterstützung der polnischen National Science Centre Grant Nr. 2011/01/B/ST3/00425.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Belleville FederscheibenMcMaster Carr
Fe(1.1)TeSingle Crystal
H20EEpoxy Technology
H74FEpoxy Technology
MikrometerschraubenMcMaster Carr
Edelstahlbleche (416)McMaster Carr

Referenzen

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  1. Paglione, J., Greene, R. L. High-temperature superconductivity in iron-based materials. Nature Physics. 6 (9), 645(2010).
  2. Keimer, B., Kivelson, S. A., Norman, M. R., Uchida, S., Zaanen, J. From quantum matter to high-temperature superconductivity in copper oxides. Nature.

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Schlagwörter

Rastertunnelmikroskopiespinpolarisierte STMEisen Telluridatomare Aufl sung der Bildgebung4D Fourier TransformationZwillingsdom nengrenzeIntegration von Dehnungsger tenSTM mit variabler Temperatur

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