להמחיש Uniaxial-זן מניפולציה של תחומים Antiferromagnetic ב Fe_{1 +Y}Te באמצעות מקוטב-ספין סריקתה מיקרוסקופ מינהור

פרוטוקול זה הוא משמעותי מכיוון שהוא הדמיה של שילוב של התקן זן uniaxial עם מיקרוסקופיה מינהור סריקה. זה כרוך הן החלת המתח לדמיין את המניפולציה של תחומים מבניים ב- SDM. היתרון העיקרי של טכניקה זו היא שהיא מאפשרת כמויות מוגברות של מאמץ שכן הוא מכשיר מכני.

זה אפקטים פני השטח הם מסוגלים להיות חזותיים באמצעות סריקת מיקרוסקופיה מינהור. במוליכי-על בטמפרטורה גבוהה על-ידי כוונון מכוון ותמרון מכוון של מצבי סימטריה שבורים, ניתן לשלוט ולהבין מוליכות-על. ניתן להחיל תהליך זה על כל חומר בתנאי שהוא גביש יחיד והוא תואם SDM.

יש הרבה בדיקות מכשיר כדי לקבוע את התגובה של ההתקנה לתנאים משתנים כולל כמה זן ניתן להשיג. זהו ניסוי מאתגר מאוד שבו סבלנות והבנה מוחלטת של מה שאתה עושה הוא המפתח. הדגמה חזותית של תהליך זה היא קריטית, כפי שהוא נותן תובנה לתוך ביצוע ושימוש במכשיר המתואר עם SDM שהוא תהליך מורכב.

כדי להתחיל, לפרק את המכשיר בצורת U ולמקום אותו לתוך אצטון. נקה את המכשיר, את בורגי המיקרומטר, את דיסקי האביב של בלוויל ואת לוחית הבסיס על-ידי ניקוים למשך 20 דקות. לאחר מכן, להעביר אותם לתוך isopropanol ו sonicate אותם במשך 20 דקות נוספות.

לאחר הניקוי, אופים את רכיבי המכשיר בתנור במשך 15 עד 20 דקות כדי להיפטר משאריות מים ולדגה. לאחר מכן, באמצעות סכין גילוח חד, לחתוך את דגימת טלוריום ברזל למילימטר אחד על ידי שני מילימטרים על ידי 0.1 מילימטרים בגודל. לבסוף, להרכיב את החלקים יחד.

הפתח בתוך u הוא מילימטר אחד והוא יכול להיות מכוון קטן או גדול על ידי זוג ברגים מיקרומטר הממוקם בצידי המכשיר. בשתי מנות נפרדות, מערבבים אפוקסי כסף ואפוקסי לא מוליך בהתאם להוראות על גיליונות הנתונים אפוקסי. לאחר מכן, להחיל שכבה דקה של אפוקסי כסף כדי ליצור מגע חשמלי ולהוות את המדגם על פני פער מילימטר אחד, כך הציר הארוך שלה מכוונת לאורך ציר b של מדגם טלוריום ברזל.

מניחים את מחזיק הדגימה ודגום לתוך תנור הסעה ואופים אותם במשך 15 דקות כדי לרפא שוב את אפוקסי. לאחר שהדגימה התקררה, מכסים את שני הצדדים שלה באפוקסי לא מוליך, כך שהדגימה נתמכת היטב במכשיר. לאחר מכן, מניחים אותו בחזרה לתנור כדי לרפא את אפוקסי.

באמצעות מיקרוסקופ אופטי, לבחון את המיקום של המדגם מכל הזוויות כדי לבדוק יישור מקביל של הצדדים של המדגם עם הפער. עם הכל מוכן עכשיו, להתחיל להחיל זן דחיסה על ידי סיבוב בורג מיקרומטר 50 מעלות תוך התבוננות פני השטח של המדגם. לא צריך להיות סדקים או כיפוף של המדגם לאחר הלחץ מוחל.

לאחר מכן, בורג את המכשיר לתוך לוחית הבסיס. לאחר הבטחה, להחיל שכבה דקה של אפוקסי כסף מצלחת הבסיס על המכשיר בצורת u כדי ליצור מגע חשמלי בין המדגם ואת הצלחת. מניחים את הדגימה לתנור כדי לרפא את אפוקסי.

לאחר הקירור, בדוק את המגע החשמלי באמצעות מולטימטר. לאחר מכן, השתמש בשכבה דקה של אפוקסי שאינו מולח כדי להדביק מוט אלומיניום על המדגם, כך שהוא ניצב למישור ab cleaving. ההצבות צריכות להיות באותו גודל כמו המדגם.

כאשר הפוסט ממוקם כראוי, אופים את המכשיר שהורכב עד שהאפוקסי נרפא. ראשית, להעביר את המכשיר למיקרוסקופ מינהור סריקה על ידי הצבתו לתוך רציף הטעינה של הטמפרטורה המשתנה, מיקרוסקופ מינהור סריקת ואקום גבוה במיוחד. באמצעות מניפולטור זרוע, לדפוק את תיבת האלומיניום בוואקום גבוה במיוחד בטמפרטורת החדר כדי לחשוף משטח מחשוף טרי.

מיד להעביר את המכשיר במקום עם קבוצה אחרת של מניפולטורים לתא מיקרוסקופ מינהור סריקה, להיכנס לראש מיקרוסקופ, אשר כבר מקורר עד תשע מעלות קלווין. אפשר לדגימה להתקרר לתשע מעלות במהלך הלילה לפני ביצוע השלבים הבאים ולשמור על טמפרטורה זו במהלך הניסויים. לאחר שיווי המשקל הטמפרטורה הושג, להכין את טיפים אירידיום פלטינה לפני כל ניסוי על ידי פליטת שדה על משטח אחד אחד נחושת כי טופלה עם כמה סיבובים של sputtering ו חישול.

באמצעות המתח המוחל על החומרים החשמליים של הפיזו במיקרוסקופ, הזז את שלב הדגימה כדי להתיישר עם הקצה. אז התקרב לדוגמה. ברגע שהטיפ נמצא במרחק של כמה אנגסטרום מהדגימה והרישום הנוכחי של המנהור על האוסצילוסקופ, הוא מוכן לקחת תולוגרפיות.

הנה תמונה טופוגרפית ברזולוציה אטומית של 10 ננומטר של גביש יחיד ללא מעצורים מברזל. המבנה האטומי שנראה תואם את אטומי התלמוד שנחשפו לאחר סליפת הדגימה. שינוי 4DA של הטופוגרפיה מראה ארבע פסגות חדות בפינות התמונה לאורך כיווני a ו- b התואמים לפסגות בראג האטומיות.

בניגוד לתמונה הראשונה, תמונה טופוגרפית זו מציגה טופוגרף שהושג עם קצה מגנטי. פסים חד כיווניים עם מחזוריות של כפול מזה של הסריג לאורך הציר נצפו. הטרנספורמציה 4DA של הדף הזה מראה בנוסף לפסגות בראג, זוג חדש של פסגות לווין, המתאים חצי רגע השיא בראג ולכן פעמיים את אורך הגל בחלל האמיתי.

המבנה החדש תואם את סדר פס AFM של אטומי הברזל ממש מתחת לפני השטח. בחלקים מסוימים של גבולות הדומיין התאומים ללא הגבלה קיימים היכן שמבנה הגביש עם ציר b הארוך וסדר הפסים הנלווה של AFM מסתובבים ב-90 מעלות. כאן אתה יכול לצפות 25 ננומטר topograph של גבול תחום תאום AFM.

המרה 4DA של אזור זה מראה שני זוגות של סדר AFM מודגש על ידי עיגולים ירוקים וצהובים. כל תחום מגנטי תורם רק זוג אחד של הפסגות בהמרת 4DA. עבור המדגם המתוח, ניתן לראות רק תחום אחד בודד כתוצאה מהלחץ החד-אקסיאלי המוחל על המדגם.

כאן, טופוגרפיה בקנה מידה גדול מוצג פורש אזור כולל של כ 1.75 מיקרון על ידי 0.75 מיקרון שהוא יותר מכפול השטח הכולל משתרע על פני דגימות ללא מעצורים. המרת 4DA עבור כל גרף מציגה רק זוג אחד של פסגות AFM המציין רק תחום אחד בדגימה מתוחה זו. הדבר החשוב ביותר שיש לקחת בחשבון בעת ניסיון הליך זה היא המטרה הסופית שלך.

לדעת למה אתה מחיל זן uniaxial צריך להדריך אותך לגבי כיוון המדגם וכמה מאמץ ליישם. בעקבות הליך זה, התקן זן יכול להיות משולב גם עם טכניקות אחרות כגון דיפראקציה רנטגן, פיזור רנטגן אלסטי תהודה, ספקטרוסקופיית פוטו-קרן זוויתית נפתרה. SDM היא טכניקה רבת עוצמה המאפשרת להמחיש אלקטרונים בחומרים קוונטיים.

ואלה חומרים רגישים מאוד לתהפוכות חיצוניות כגון זן, כך טכניקת SDM משולבת זן uniaxial יאפשר אחד לכוון אלקטרונית חומרים אלה לדמיין את התגובה למתח עם המטרה הסופית של הבנת מוליכות העל.