Visualisation de déformation uniaxiales Manipulation des domaines Antiferromagnétiques dans Fe_{1 +Y}Te utilisant une polarisation du Spin Scanning Tunneling Microscope

Ce protocole est significatif parce qu’il s’agit d’une visualisation de l’intégration du dispositif uniaxial-souche avec microscopie tunneling à balayage. Il s’agit à la fois d’appliquer la souche et de visualiser la manipulation des domaines structurels de SDM. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet d’augmenter les quantités de contrainte puisqu’il s’agit d’un dispositif mécanique.

Ses effets de surface peuvent être visualisés à l’aide de la microscopie tunneling à balayage. Dans les supraconducteurs à haute température en accordant et en manipulant délibérément les états de symétrie cassés, on peut contrôler et comprendre la supraconductivité. Ce processus peut être appliqué à n’importe quel matériau à condition qu’il s’agit d’un seul cristal et qu’il soit compatible SDM.

Il ya beaucoup de tests de l’appareil pour déterminer la réponse de la mise en place à des conditions différentes, y compris la quantité de contrainte peut être atteint. C’est une expérience très difficile où la patience et la compréhension absolue de ce que vous faites est la clé. La démonstration visuelle de ce processus est essentielle, car elle donne un aperçu de la fabrication et de l’utilisation de l’appareil décrit avec SDM qui est un processus complexe.

Pour commencer, démonter l’appareil en forme de U et le placer dans l’acétone. Nettoyez l’appareil, les vis de micromètre, les disques de ressort de Belleville et la plaque de base en les sonnant pendant 20 minutes. Ensuite, transférez-les en isopropanol et soniquez-les pendant 20 minutes supplémentaires.

Une fois nettoyés, cuire les composants de l’appareil dans un four de 15 à 20 minutes pour se débarrasser de tout résidu d’eau et pour dégazer. Puis, à l’aide d’une lame de rasoir tranchante, couper l’échantillon de tellure de fer à un millimètre par deux millimètres par 0,1 millimètre de taille. Enfin, assemblez les pièces ensemble.

L’ouverture à l’intérieur du u est d’un millimètre et peut être réglée plus petite ou grande par une paire de vis de micromètre situées sur les côtés de l’appareil. Dans deux plats séparés, mélanger l’époxy d’argent et l’époxy non conductrice selon les instructions sur les fiches de données époxy. Ensuite, appliquez une fine couche d’époxy d’argent pour créer un contact électrique et monter l’échantillon à travers l’espace d’un millimètre de sorte que son long axe est orienté le long de l’axe b de l’échantillon de tellurium de fer.

Placer le porte-échantillon et l’échantillon dans un four à convection et cuire au four pendant 15 minutes pour guérir à nouveau l’époxy. Une fois l’échantillon refroidi, recouvrez ses deux côtés d’époxy non conductrice de sorte que l’échantillon soit fermement soutenu sur l’appareil. Ensuite, placez-le de nouveau dans le four pour guérir l’époxy.

À l’aide d’un microscope optique, examiner la position de l’échantillon sous tous les angles pour vérifier l’alignement parallèle des côtés de l’échantillon avec l’écart. Avec tout ce qui est maintenant préparé, commencer à appliquer la souche compressive en tournant la vis micromètre 50 degrés tout en observant la surface de l’échantillon. Il ne doit pas y avoir de fissures ou de flexion de l’échantillon après l’application de la pression.

Ensuite, vissez l’appareil dans la plaque de base. Une fois fixé, appliquez une fine couche d’époxy d’argent de la plaque de base sur l’appareil en forme de U pour créer un contact électrique entre l’échantillon et la plaque. Placer l’échantillon dans le four pour guérir l’époxy.

Une fois refroidi, vérifiez le contact électrique à l’aide d’un multimètre. Ensuite, utilisez une fine couche d’époxy non conducteur pour coller un poteau en aluminium sur l’échantillon de sorte qu’il soit perpendiculaire au plan ab cleaving. Les poteaux doivent être de la même taille que l’échantillon.

Lorsque le poteau est correctement positionné, cuire l’appareil assemblé jusqu’à ce que l’époxy soit durci. Tout d’abord, transférez l’appareil au microscope tunneling à balayage en le plaçant dans le quai de chargement du microscope tunneling à balayage sous vide ultra-élevé. À l’aide d’un manipulateur de bras, faire tomber le poteau en aluminium dans un vide ultra-élevé à température ambiante pour exposer une surface fraîchement fendée.

Transférez immédiatement l’appareil in situ avec un autre ensemble de manipulateurs à la chambre de microscope tunneling à balayage, entrez dans la tête du microscope, qui a été refroidi à neuf degrés Calvin. Laissez l’échantillon refroidir à neuf degrés pendant la nuit avant d’effectuer les prochaines étapes et maintenez cette température pendant les expériences. Une fois que l’équilibre de température a été atteint, préparez les pointes d’iridium platine avant chaque expérience par émission sur le terrain sur une surface en cuivre une seule qui a été traitée avec plusieurs tours de pulvérisation et d’annealage.

En utilisant la tension appliquée sur les matériaux électriques piezo dans le microscope, déplacer l’étape de l’échantillon pour s’aligner avec la pointe. Ensuite, approchez l’échantillon. Une fois que la pointe est à quelques angströms de l’échantillon et le courant tunnelant enregistre sur l’oscilloscope, il est prêt à prendre des topographes.

Voici une image topographique à résolution atomique de 10 nanomètres d’un cristal unique en tellure de fer non tendu. La structure atomique observée correspond aux atomes de tellurium qui sont exposés après avoir fendu l’échantillon. La transformation 4DA de la topographie montre quatre pics pointus aux coins de l’image le long des directions a et b qui correspondent aux sommets atomiques de Bragg.

Contrairement à la première image, cette image topographique montre un topographe obtenu avec une pointe magnétique. Des rayures unidirectionnelles avec une périodique de deux fois celle du treillis le long de l’axe sont observées. La transformation 4DA de ce topograph montre en plus des pics bragg, une nouvelle paire de pics satellites, correspondant à la moitié du moment de pointe Bragg et donc deux fois la longueur d’onde de l’espace réel.

La nouvelle structure correspond à l’ordre de bande AFM des atomes de fer juste en dessous de la surface. Sur certaines parties de l’échantillon non tendu, il existe des limites de domaine jumelles où la structure cristalline avec l’axe b long et l’ordre de bande AFM qui l’accompagne tournent à 90 degrés. Ici, vous pouvez observer un topographe de 25 nanomètres d’une limite de domaine jumeau AFM.

La transformation 4DA de cette région montre deux paires d’ordre AFM mises en évidence par des cercles verts et jaunes. Chaque domaine magnétique ne contribue qu’à une seule paire de pics dans la transformation 4DA. Pour l’échantillon tendu, un seul domaine peut être vu en raison de la pression uniaxiale appliquée à l’échantillon.

Ici, une topographie à grande échelle est montrée couvrant une région totale d’environ 1,75 microns par 0,75 microns, ce qui est plus du double de la superficie totale étendue dans les échantillons non tendus. La transformation 4DA pour chaque topograph montre une seule paire de pics AFM indiquant seulement un seul domaine sur cet échantillon tendu. La chose la plus importante à considérer tout en essayant cette procédure est votre but ultime.

Savoir pourquoi vous appliquez une souche uniaxiale devrait vous guider quant à l’orientation de l’échantillon et combien de souche à appliquer. Après cette procédure, un dispositif de contrainte pourrait également être intégré à d’autres techniques telles que la diffraction de rayon X, la diffusion élastique résonnante de rayon X, et la spectroscopie angulaire résolue de photoémission. SDM est une technique puissante qui permet de visualiser les électrons dans les matériaux quantiques.

Et ce sont des matériaux qui sont très sensibles aux perturbations externes telles que la souche, de sorte que la souche uniaxiale intégrée technique SDM permettra de régler électroniquement ces matériaux et de visualiser la réponse à la souche dans le but ultime de comprendre la supraconductivité.