Name: סריקת לימוד SQUID של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 53 s
Description: למדו שיטה לשליטה במיקום וורטקסים בודדים בסרטי על-מוליכים דקים באמצעות מאמץ אנכי מקומי ללא שדות חיצוניים. טכניקה זו מאפשרת חקר אינטראקציות וורטקסים ודינמיקה ננו-מגנטית.

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

אנו מודים א שרוני מאוניברסיטת בר-אילן אוניברסיטת למתן סרטים מוליכי. מחקר זה מומן על ידי האירופי מועצת המחקר גרנט ERC -2014-STG- 639,792, מארי קירי קריירה אינטגרציה גרנט FP7-אנשים-2012-CIG-333,799, וישראל קרן המדע גרנט ISF-1102/13.

גישה 1. על מערכת SQUID סריקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת SQUID סריקה הכוללת חיישן SQUID מפוברק על שבב 9, 10, הבמה בתנועה גסה להחליק מקל, סורק פייזו מבוסס תנועה בסדר. ראה איור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפולנית שבב SQUID לפינה סביב לולאת הטנדר. החומר של השבב צריך להיות מוסר כל הדרך אל לולאת הטנדר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות לצחצח קלמארי, באמצעות נייר ליטוש 5 כדי 0.5 מיקרומטר לא מגנטי. הערה: לאחר שלב ליטוש לולאת הטנדר אפשר להביא לתוך בסמיכות, או מגע, עם המדגם. </li></ol></li></ol> הפקדת 2. של ניוביום (NB) סרט דק עם זרם ישר (DC) מקרטע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג מצע. בעבודה זו, להשתמש מצע סיליקון מסומם-בורון עם 500 ננומטר של תחמוצת סיליקון. מצעים אחרים כגון SrTiO ו MgO אפשריים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגיע pressu בסיסמחדש של 10 -7 Torr בתא. טרום גמגום תא האידוי בטמפרטורת החדר עם מטרה 99.95% NB, בסביבה ארגון בלחץ של 2.4 mTorr עם שיעור בתצהיר של 1.8 A / S למשך 10 דקות. ראוי לציין, כי תהליך ההדחה יכול להתחיל רק כאשר לחץ הבסיס בתא הוא פחות מ 10 -7 Torr. אם לחץ הוא חוזר גבוה בשלב קדם-המקרטע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח מצע בתא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סרט דק פיקדון Nb ידי המקרטעת בטמפרטורת החדר מתוך מטרה 99.95% NB, בסביבה ארגון בלחץ של 2.4 mTorr עם שיעור בתצהיר של 1.8 A / S. </li></ol> יישור לדוגמא-טיפ 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב זה, ליישר את שבב החיישן עם המדגם כך הקצה של השבב יוצר קשר עם המדגם בעת מעבר המערבולות. כדי להשיג זאת, השתמש בזווית יישור של 4 מעלות לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדביקי שלוחה גמישה על צלחת ניצוח בשכבת דיאלקטרי. לאחר מכן, מדביקים את SQUID צ&#39;יp על השלוחה. את הקיבול בין שלוחה וצלחת סטטי קובע את הקשר עם המדגם ואת מידת הלחץ מיושם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם על המיקרוסקופ. מדביק את המדגם כדי מדגם מיועד הר באמצעות משחה לכה או כסף. מדביקים את הר לאלמנט פייזו Z (איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מערכת התנועה גסה התלושה המקל לבקר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת הדמיה אופטית משתי זוויות - החזית והצד של השבב. השתמש בשני טלסקופי דגש על שלבי תרגום, מופנים אל מול השבב ואחד הצדדים שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בשלב התנועה גסת מקל תלוש Z, להזיז את המדגם עד למרחק של 1 מיקרומטר מהחיישן, כך ההשתקפות של החיישן גלויה על המדגם. הערה: פנה בין המדגם לבין החיישן בשלב זה עלול להזיק קלמארי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המדגם 0.5 - 1 מ&quot;מ הרחק חיישן באמצעות הבמה בתנועה גסה להחליק מקל Z כדי למנוע נזק Sלִירָה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את ברגי יישור (איור 1 א) כדי לקבל זוויות מול שווות (כלומר, זוויות הצדדים של הקצה של השבב לעשות עם ההשתקפות שלה, כפי שניתן לראות איור 1 ג &#39;). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המדגם עד למרחק של 1 מיקרומטר מהחיישן. בדוק את זוויות וחזור על שלב 3.7 ו -3.8 במידת הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את הברגים יישור לקבל זווית של 4 מעלות בין החיישן לבין (1D איור) מדגם. ודא קצה של השבב הוא החלק אשר יוצר קשר עם המדגם. </li></ol> 4. מדידות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טענתי את ראש הסריקה (איור 1 א) על מערכת קירור 4 K. הערה: ראש סריקה צריך להיות מחובר צלחת קרה, ומוקף פחית ואקום. מברק סליל סביב הפחית להחלת שדה מגנטי חיצוני (שדות נמוכים של כמה גאוס מספיקים לצורך מחקר זה). מכסי התקנה זו עם מגן Mu-מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגניב בנוכחות Magneשדה טיק, על ידי יישום זרם חשמלי דרך סליל המקיף את המיקרוסקופ. בחר את עוצמת השדה בזהירות כדי להשיג את צפיפות המערבולת הרצויה. השתמש 1Φ 0 = 20.7 G / מיקרומטר 2 כדי לחשב את השדה cooldown. לדוגמה, במשך 10 מערבולות באזור 10 מיקרומטר ב -10 מיקרומטר, להחיל 2.07 ג &#39; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לשנות כדי מדגם חום צפיפות מערבולת חדש מעל טמפרטורת מוליכי המעבר (עבור NB, חום מעל 10 K). החל את התחום החדש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם מצנן 4.2 ק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל שדה מגנטי לסירוגין. הפעל SQUID. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזז את המדגם קרוב קלמארי באמצעות מערכת התנועה גסה התלושה המקל. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מתח הולך וגובר על קוביית תלוש Z-מקל להעביר את המדגם קרוב שבב SQUID. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מתח בין השלוחה ואת הצלחת לקריאת הקיבול באמצעות גשר קיבול (0.1-1 V בדרך כלל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטאטא את המתח על אלמנט פייזו Z. מדוד את הקיבול בין השלוחה ואת platדואר. אם שינוי גדול הקיבול מתרחש, המדגם נמצא בקשר עם שבב SQUID. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם המדגם לא יצר קשר עם השבב, חזור על שלבים 4.6.1-4.6.3 עד המגע הוא ציין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אופציונלי: השתמש כמובן תנועה להתאים את המרווח בין עצה לבין המדגם כך קשר מתרחשת במתח נמוך (0 - 10 V מוחל על פייזו Z). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שיש קשר, חזור על שלבים 4.6.2-4.6.3 בכמה מקומות כדי לקבוע את זוויות הטיה של פני השטח כדי להגדיר את המטוס של המדגם, ביחס לחיישן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטאטא את המתח על אלמנטים piezo X ו- Y על מנת להזיז את יחסי מדגם לחיישן. סרוק בגובה קבוע מעל המדגם, ללא קשר בין העצה לבין המדגם, על מנת למפות הפצת מערבולת. להשיג לגובה סריקה מתמיד על ידי שינוי המתח על פייזו Z פי מיקומי X ו- Y, ו למישור המוגדר 4.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מערבולת ולסרוק around לו לקבוע את המיקום של ובמרכזו בדיוק. שימו לב מיקום המערבולת הוא ביחס לולאת הטנדר של SQUID, לא עד כדי המגע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בטל SQUID. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלת מתח כי הוא גדול יותר מאשר מתח הנחיתה אל פייזו z ואו ברז בסמוך למרכז המערבולת או לטאטא את המערבולת ידי גרירת החיישן (במגע עם המדגם) לאט על המדגם למיקום רצוי. המערבולת תעבור לעבר ברז או בכיוון הגורף. ערכים טיפוסיים להוסיף למתח פייזו z שהוחל 2-5 V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל SQUID. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונה שוב בגובה קבוע ללא קשר לאתר את המיקום החדש של המערבולת. </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>

למחברים אין מה לחשוף.

מניפולציה מוצלחת של מערבולות תלויות כמה שלבים קריטיים. חשוב כדי ליישר את החיישן בזווית, כך הקצה של השבב יהיה הראשון ליצור קשר עם המדגם. שנית, חשוב לציין כי הכח המופעל על המדגם נקבע על ידי התכונות המכאניות של השלוחה כי השבב הוא רכוב על. במשטר אלסטי, הכוח ליישם פרופורציונלי סטיה, x, על פי חוק הוק: F = -kx כאשר k הוא קבוע הקפיץ, נקבע על ידי מודול יאנג של החומר, ואת הממדים הפיזיים שלו, והוא נתון על ידי ...

מערבולות הם חפצים מגנטיים ב הננומטרי, נוצרו מוליכי סוג 2 בנוכחות שדה מגנטי חיצוני. במדגם פגם חינם, מערבולות יכולות לנוע בחופשיות. עם זאת, פגמים שונים תוצאת החומר באזורים של מוליכות שהופחתו הם נוחים נמרצות מערבולות. מערבולות נוטים לקשט אזורים אלה, הידוע גם בשם באתרי מצמיד. במקרה זה, את הכוח הדרוש כדי להזיז מערבולת חייב להיות גדול יותר מהכוח מצמיד. מאפיינים של מערבולות, כגון צפיפות מערבולת, כוח האינטראקציה וטווח, ניתן לקבוע בקלות על ידי שדה חיצוני, טמפרטורה, או גיאומטריה של המדגם. היכולת לשלוט נכסים אלה גורמת להם מערכת מודל טובה התנהגות חומר מעובית כי יכול להיות מכוונת בקלות, כמו גם מועמדים מתאימים ליישומים אלקטרוניים 1, 2. שליטה על המיקום של מערבולות בודדות חיונית לעיצוב של lo כזהאלמנטים gical. שליטה מכנית של חלקיקים מגנטיים הושגה לפני. קליסקי et al. לאחרונה השתמש במכשיר פרעות קוונטים מוליכים סריקה (SQUID) ללמוד את שפעת לחץ מכאני מקומי על תיקוני פרומגנטי בממשקי תחמוצת מורכבים 3. הם הצליחו לשנות את הכיוון של התיקון על-ידי סריקה במגע, לחיצה על קצה SQUID לתוך המדגם, הפעלת כוח של עד 1 μN בתהליך. השתמשנו בשיטה דומה בפרוטוקול שלנו כדי להעביר מערבולות. במחקרים הקיימים של מניפולציה מערבולת, תנועה הושגה על ידי החלת הנוכחי המדגם, ובכך ליצור לורנץ כוח 4, 5, 6. אמנם שיטה זו היא יעילה, היא אינה מקומית, ועל מנת לשלוט מערבולת אחת, נדרש ייצור נוסף. מערבולות יכולות גם להיות manipulated ידי החלת שדה מגנטי חיצוני, למשל באמצעות מיקרוסקופ כוח מגנטי (MFM) או עם סליל שדה SQUID 7, 8. שיטה זו יעילה ומקומית, אבל הכח ליישם ידי הכלים הללו הוא קטן, ויכול לגבור על הכח המצמיד רק בטמפרטורות גבוהות, קרוב הטמפרטורה הקריטית של המוליך. הפרוטוקול שלנו מאפשר מניפולציה יעילה, מקומית בטמפרטורות נמוכות (4 K) ללא ייצור נוסף של המדגם. אנחנו מערבולות תמונה באמצעות מיקרוסקופיה SQUID הסריקה. החיישן הוא מפוברק על שבב סיליקון אשר הוא מלוטש לפינה, ומודבק על שלוחה גמישה. השלוחה משמשת חישת קיבולים של פני השטח. השבב מושם בזווית המדגם, כך שנקודת הקשר נמצאה בקצה של השבב. אנחנו מיישמים כוחות של עד 2 μN על ידי לחיצה על השבב לתוך המדגם. אנחנו מעבירים את יחסי מדגם קלמארי על ידי אלמנטים piezo. אנחנו זזיםהמערבולת על ידי קשה על קצה סיליקון ליד מערבולת, או על ידי גורף זה, נגיעת המערבולת.

<table><tbody><tr><td>מערכת תנועה גסה להחליק מקל</td><td>attocube</td><td>ANPx-101 x</td><td>, y מקל תנועה</td></tr><tr><td>להחליק מערכת תנועה גסה</td><td>attocube</td><td>ANPz-101</td><td>z מקל תנועה</td></tr><tr><td>להחליק בקר מערכת תנועה גסה</td><td>Attocube</td><td>ANC 300</td><td></td></tr><tr><td>מגבר מתח גבוה</td><td>Attocube</td><td>ANC 250</td><td></td></tr><tr><td>כרטיס רכישת נתונים</td><td>National Instruments</td><td>NI&nbsp; PCIe-6363</td><td></td></tr><tr><td>אלמנטים פייזו</td><td>Piezo Systems Inc</td><td>T2C</td><td></td></tr><tr><td>מגבר קדם מתח רעש נמוך</td> לא מגנטי <td>סטנפורד מערכות מחקר</td><td>SR 560</td><td></td></tr><tr><td>גשר קיבול</td><td>טלסקופ רדיו כללי</td><td>1615A</td><td></td></tr><tr><td>NAVITAR</td><td>1-504516</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מצלמה</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>הכנס</td><td>ICE אוקספורד</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>מגן Mu-metal</td><td>Amuneal</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>כובע ואקום</td><td>ICE אוקספורד</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>מערכת התזה</td><td>AJA international Inc</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>סרט חיתוך</td><td>3M</td><td>261X</td><td>יעד Nb לא מגנטי</td></tr><tr><td></td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td>EJTNBXX351A2</td><td></td></tr><tr><td>GE לכה</td><td>CMR-Direct</td><td>02-33-001</td><td>עבור גוף קירור קריוגני</td></tr><tr><td>משחת כסף</td><td>מבנה בדיקה בע"מ</td><td>05063-AB</td><td></td></tr></tbody></table>

סריקת לימוד squid של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

מניפולציה מקומית ודטרמיניסטית של מערבולות בודדות במוליכי-על מסוג 2 היא מאתגרת. היכולת לשלוט במיקום של מערבולות בודדות נחוצה על מנת ללמוד כיצד מערבולות מתקשרות זו עם זו, עם הסריג ועם עצמים מגנטיים אחרים. כאן, אנו מציגים פרוטוקול למניפולציה של מערבולת בסרטים מוליכים-על דקים על ידי מגע מקומי, ללא הפעלת זרם או שדה מגנטי. מערבולות מצולמות באמצעות התקן הפרעות קוונטיות מוליך-על (SQUID), ומתח אנכי מופעל על הדגימה על ידי דחיפת קצה שבב סיליקון לתוך הדגימה, באמצעות אלמנט פיזואלקטרי. מערבולות מוזזות על ידי הקשה על הדגימה או טאטוא אותה עם קצה הסיליקון. השיטה שלנו מאפשרת מניפולציה יעילה של מערבולות בודדות, מבלי לפגוע בסרט או להשפיע על הטופוגרפיה שלו. אנו מדגימים כיצד מערבולות הועברו למרחקים של עד 0.8 מ"מ. המערבולות נותרו יציבות במיקומם החדש עד חמישה ימים. בשיטה זו אנו יכולים לשלוט במערבולות ולהזיז אותן ליצירת תצורות מורכבות. טכניקה זו למניפולציה של מערבולת יכולה להיות מיושמת גם ביישומים כגון התקני לוגיקה מבוססי מערבולת.

הפרוטוקול שלנו נוסה בהצלחה על אלף מערבולות מופרדות בודדות, גם בשתי דגימות של NB, ותשע דגימות של NBN. אנו ליצור מערבולות חדשות על אותו המדגם על ידי חימום המדגם מעל Tc, והקירור אותו בחזרה ל -4.2 K בנוכחות שדה מגנטי. בחרנו את השדה המגנטי החיצוני כדי להשיג את צפיפות המערבולת הרצויה. ונביא כאן נתונים מניסויים אלה. תוצאות אלו תוארו בפרוטרוט על ידי קרמן et al. 11. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page="1...

אנו מציגים פרוטוקול למניפולציה של מערבולות בודדות בסרטים מוליכים-על דקים, תוך שימוש במגע מכני מקומי. השיטה אינה כוללת הפעלת זרם, שדה מגנטי או שלבי ייצור נוספים.

סריקת לימוד SQUID של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי

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

המטרה הכוללת של הליך זה היא לתפעל מערבולות בסרטים מוליכים-על דקים על ידי מתח אנכי מקומי מבלי להפעיל זרם או שדה מגנטי. היכולת לשלוט במיקום של מערבולות בודדות נחוצה על מנת לחקור כיצד מערבולות מתקשרות זו עם זו, עם החומר ועם עצמים מגנטיים אחרים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שמדובר בשיטה מקומית המאפשרת מניפולציה יעילה מאוד של מערבולת בודדת ללא שלבי ייצור נוספים.היינו עדים לראשונה להשפעת המתח על עצמים תת-מיקרו ופרו-מגנטיים כאשר השתמשנו ב-SQUID כדי לדמות ולבחון את האופן שבו הם משנים את כיוונם כתוצאה ממתח. בעקבות המחקר הזה, רצינו לחקור את ההשפעה של מתח מקומי על עצמים ננו-מגנטיים אחרים, והמערכת הראשונה שבדקנו היא מערכת המערבולות במוליך-על. ראשית, הכינו דגימת סרט מוליך-על דקה.לאחר מכן, השג חיישן SQUID המיוצר על שבב סיליקון. יש ללטש בעדינות את השבב עם נייר ליטוש לא מגנטי ליצירת נקודה סימטרית המכילה את אזור החישה. יש ללטש את החומר עד הסוף כדי לחשוף את אזור החישה.הדביקו שלוחה גמישה לצלחת מוליכה עם שכבה דיאלקטרית. לאחר מכן, הדביקו את שבב החיישן לשלוחה. הרכיבו את הדגימה עם לכה או משחת כסף.לאחר מכן, חבר אותו לאלמנט ה-Z-Axis Piezo. הקימו שני טלסקופים בשלבי תרגום, וחברו את הטלסקופים למחשב באמצעות מצלמה. חבר את בקר מערכת התנועה של מסלול החלקת המקל.כוון את הטלסקופים בחלק הקדמי ובצד השבב כדי לספק הדמיה אופטית. באמצעות שלב ההחלקה של Z-stick, העבר את הדגימה לכמיקרומטר אחד מהחיישן כך שהחיישן ישתקף בדגימה. אל תאפשר לדגימה ליצור קשר עם החיישן.בדוק את הזוויות בין השבב וההשתקפות שלו משני צידי הקצה במבט מלפנים. לאחר מכן, הרחיקו את הדגימה כ-0.5 עד מילימטר אחד מהחיישן כדי למנוע נזק ל-SQUID. סובב את ברגי היישור כך שהזוויות בין השבב להשתקפות שלו יהיו שוות משני צידי הקצה במבט מלפנים.העבר את הדגימה בחזרה למיקרומטר אחד מהחיישן ובדוק שוב את הזוויות. לאחר שהזוויות שוות, סובב את ברגי היישור עד שהזווית בין השבב להשתקפות שלו היא לפחות ארבע מעלות במבט מהצד כדי להבטיח שהקצה יוצר קשר עם הדגימה בעת הזזת המערבולות. חשוב ליישר את החיישן בזווית כך שרק קצה החיישן ייגע בדגימה.בדרך זו, ניתן לקבוע נקודת מגע מובחנת. טען את ראש הסריקה של מערכת ה-SQUID למערכת קירור של ארבעה קלווין. כדי ליצור מערבולות, יש לקרר את הדגימה ל-4.2 קלווין בנוכחות שדה מגנטי המבוסס על גודל המדגם ומספר המערבולות הרצוי.כבה את השדה המגנטי והפעל את הדיונון. בעזרת החלקת Z-stick, קרב את הדגימה לשבב החיישן. הפעל כרךtage בין השלוחה ללוחית זיהוי הקיבול כדי להכניס את השלוחה למעגל הגשר.טאטא את אלמנט Z Piezo מאפס ל- 200 וולט תוך ניטור הקיבוליות בין השלוחה לצלחת. כאשר הדגימה יוצרת קשר עם שבב החיישן, יתרחש שינוי גדול בקיבוליות. לאחר שהדגימה יצרה קשר מוצלח עם השבב, חזור על תהליך זה במספר מיקומים בדגימה כדי להגדיר את מישור הדגימה ביחס לחיישן.כדי להזיז את הדגימה ביחס לחיישן, טאטא את המתח על רכיבי X ו-Y Piezo. לאחר הגדרת המטוס, השתמש באלמנט Z Piezo כדי להזיז את הדגימה כך שהחיישן יסרוק בגובה קבוע מעל הדגימה. סרוק סביב מערבולת אחת כדי לקבוע במדויק את מיקום המרכז שלה ביחס לאזור החישה.כבה את ה-SQUID ולאחר מכן הפעל מתח גדול ממתח המגע על אלמנט Z Piezo. הקש על הדגימה ליד מרכז המערבולת, או גרור לאט את החיישן תוך כדי מגע עם הדגימה למיקום המערבולת החדש הרצוי. הפעל שוב את ה-SQUID וסרוק את הדגימה בגובה קבוע כדי לקבוע את מיקום המערבולת החדשה.מערבולות נוצרו על דגימת סרט דק ניוביום. בשיטה זו ניתן להעביר את המערבולות לתבניות מוגדרות. מערבולת עשויה להיות מועברת מספר פעמים.גם לאחר הזזת מערבולת זו 820 מיקרומטר, המערבולת נותרה יציבה במיקומה החדש. האות המגנטי ממופה על ידי רישום השטף דרך הדיונון כפונקציה של מיקום. האות נרשם דרך לולאת האיסוף של ה-SQUID.עם זאת, המגע עם הדגימה נעשה בקצה שבב החיישן. יש לפצות על מרחק זה בעת בחירת מיקום מגע למניפולציה של מערבולת. במקרה זה, המגע מתרחש לפני הקלטת האות המגנטי.אם החיישן מופעל במהלך סריקת מניפולציה, אירוע התזוזה מופיע כצעד חלש באות. המערבולת, המצולמת במיקומה החדש, נראית שלמה. ניתן ליישם טכניקה זו כדי לחקור את ההשפעה של לחץ מכני מקומי על עצמים ננו-מגנטיים אחרים.טכניקת מניפולציה יעילה וניתנת לשחזור של עצמים ננו-מגנטיים חיונית לקידום יישומים אפשריים כגון אלמנטים לוגיים.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

ייצור של ערוצי microfluidic ויישומן ניסויים לחקר התנהגות ליקוט chemotactic של חיידקים ימיים בתוך נוף ים מזין אחידה והתנהגות שחייה של חיידקים בתוך זרם גזירה מתוארים.

תגובת Chemotactic של מיקרו אורגניזמים ימיים כדי Micro-Scale שכבות מזין

פרוטוקול זה מספק הוראות על אופן השימוש מנגנון עצמאי velocimetry מתחת למים (SCUVA), אשר מיועד כימות של בעלי חיים שנוצר זורם באתרה. בנוסף, פרוטוקול זה כתובות האתגרים שמציב בתנאי שדה, וכולל תנועה המפעיל, עמדה בחיזוי של בעלי חיים, והכיוון של SCUVA.

ולמדוד באופן כמותי באתרו תזרימי באמצעות מנגנון עצמאי velocimetry תת (SCUVA)

פוליפים קיפול קולי יכול לשבש את הדינמיקה קיפול הקול ולכן יכול להיות השלכות הרסניות על היכולת של המטופל לתקשר. הפרדת זרימה תלת מימדית הנגרמת על ידי פוליפ מודל רכוב על הקיר והשפעתו על עומס לחץ הקיר נבדקים באמצעות ולוצ'ימטריה של תמונת חלקיקים, הדמיה של קו חיכוך העור ומדידות לחץ על הקיר.

חקירת הפרדת הזרימה התלת מימדית הנגרמת על ידי מודל פוליפ קיפול ווקאלי

ניתן להשתמש בננוסקופיה של בדיקה קולואידית במגוון תחומים כדי לקבל תובנה לגבי היציבות הפיזית וקינטיקה של קרישה של מערכות קולואידיות ולסייע במדעי גילוי וניסוח תרופות באמצעות מערכות ביולוגיות. השיטה המתוארת בה מספקת אמצעי כמותי ואיכותי לחקר מערכות כאלה.

בחינה כמותית ואיכותי של אינטראקציות חלקיקי חלקיקים באמצעות קולואיד Probe Nanoscopy

מתוארים שני מכשירים ניסיוניים לבחינת פגיעה בסילון נוזלי על משטח נע במהירות גבוהה: מכשיר תותח אוויר והתקן דיסק מסתובב. המכשירים משמשים לקביעת גישות אופטימליות ליישום משנה חיכוך נוזלי (LFM) על פסי רכבת לבקרת חיכוך על גבי המסילה.

ויזואליזציה של High Speed ​​Liquid Jet Impaction על משטח העברה

אנו משתמשים בהדפסת תלת מימד כדי לייצר חלקיקים אנזוטרופיים בצורות של שקעים, צלבים, טטרדות ושלישיות, שניתן למדוד את היישור והסיבובים שלהם בזרימת נוזל סוערת ממספר תמונות וידאו בו זמנית.

שיטות למדידת התמצאות סיבוב שעיר 3D מודפסות חלקיקי Turbulence

אנו מדגימים את המניפולציה המדויקת של מולקולות אורגניות בודדות על משטח מתכת עם קצה מיקרוסקופ בדיקה סורק המונע בתלת מימד על ידי ידו של הנסיין באמצעות מערכת לכידת תנועה ומשקפי מציאות מדומה סוחפים לחלוטין.

יד מבוקרת מניפולציה של יחיד מולקולות באמצעות סריקת הבדיקה במיקרוסקופ עם ממשק מציאות 3D Virtual

פלטפורמה רובוטית מתואר כי ישמש כדי לחקור את כוחות ביצועים הידרודינמית flowfields-של אריה ים קליפורני לשחות. הרובוט הוא מודל של foreflipper החיה אשר מופעל על ידי מנועים לשכפל את ההצעה של השבץ הנע שלה ( 'לטפוח').

פלטפורמה רובוטית לחקר Foreflipper של אריה ים קליפורני

פרוטוקול להרכבת מיקרו מגנטי - ו nanostructures עם תצורות ספין ויוצרים מתאים במיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים (TEM) ולימודי מיקרוסקופ (MTXM) רנטגן תמסורת מגנטית מגנטי מערבולות מוצג.

ייצור של Nanostructures מגנטית על ממברנות הסיליקון ניטריד ללימודי מערבולת מגנטי באמצעות טכניקות במיקרוסקופ שידור

מטרת הפרוטוקול היא לאפשר ויזואליזציה של שדות הזרימה המפורטים וקביעת ההטיה הכמעט-מאובית והלחצים הרגילים בתוך חור שאינו מלווה בשיווי משקל הנגרם על ידי צינור רוטט.

ויזואליזציה של שדה זרימה סביב צינור רטט בתוך שיווי משקל החור לסרוק

מקרופינוציטוזה היא תהליך אנדוציטי שמור מאוד שהחל על ידי היווצרות של הקרנות ממברנה דמויות יריעות F-אקטין, הידועות גם בשם קפלים ממברנה. שיעור מוגבר של הפנמה מקרופינוציטוטית של מומסים היה מעורב במצבים פתולוגיים שונים. פרוטוקול זה מציג שיטה לכימות היווצרות קפלים בקרום במבחנה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.

הדמיה של היווצרות קפלים בממברנה באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים סורקת

למדו שיטה לשליטה במיקום וורטקסים בודדים בסרטי על-מוליכים דקים באמצעות מאמץ אנכי מקומי ללא שדות חיצוניים. טכניקה זו מאפשרת חקר אינטראקציות וורטקסים ודינמיקה ננו-מגנטית.

סריקת לימוד SQUID של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי

גלה סרטונים נוספים