Name: Het scannen van SQUID Studie van Vortex manipulatie door Local Contact (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 53 s
Description: Leer vortexmanipulatie in dunne supergeleidende films met lokale mechanische contacttechniek zonder stroom of magneetveld. Deze methode biedt precieze controle over individuele vortices voor onderzoek naar vortexdynamica.

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

Wij danken A. Sharoni van Bar-Ilan University voor het verstrekken van de supergeleidende films. Dit onderzoek werd gesteund door de European Research Council Grant ERC-2014-STG- 639.792, Marie Curie Career Integration Grant FP7-PEOPLE-2012-CIG-333799, en Israël Science Foundation Grant ISF-1102-1113.

1. De toegang tot een Scanning PIJLINKTVIS System <ol><li> Gebruik een scanning SQUID systeem dat een SQUID sensor gefabriceerd op een chip 9, 10, stok slip grof beweging podium, en een piëzo-gebaseerde scanner voor fijne beweging omvat. Zie figuur 1. </li><li> Pools de squid chip in een hoek in de buurt van de pick-up lijn. Het materiaal van de chip moet worden verwijderd tot aan de opneemlus. <ol><li> Voorzichtig polijsten de squid, met behulp van een 5-0,5 urn niet-magnetische polijsten papier. LET OP: Na het polijsten podium de pick-up lijn in de nabije omgeving, of contact kan worden gebracht met het monster. </li></ol></li></ol> 2. Afzetting van niobium (Nb) Thin Film met Direct Current (DC) Sputteren <ol><li> Zorg voor een substraat. In dit werk, gebruik maken van een boor gedoteerd silicium substraat met 500 nm siliciumoxide. Andere substraten zoals SrTiO en MgO mogelijk. </li><li> Bereik een base pressure van 10 -7 Torr in de kamer. Pre-sputteren de verdampingskamer bij kamertemperatuur met 99,95% Nb doel in een argon omgeving met een druk van 2,4 mTorr met een afzettingssnelheid van 1,8 A / s tot 10 min. Merk op dat het depositieproces alleen starten als de basisdruk in de kamer kleiner is dan 10 -7 Torr. Als de druk hoger repeat de pre-sputteren fase. </li><li> Plaats substraat in de kamer. </li><li> Borg Nb dunne film door sputteren bij kamertemperatuur van een 99,95% Nb doel in een argon omgeving bij een druk van 2,4 mTorr met een afzettingssnelheid van 1,8 A / s. </li></ol> 3. Sample-tip Alignment <ol><li> In deze fase, lijn de sensorchip met het monster zodat het uiteinde van de chip contact met het monster maakt bij het verplaatsen van de wervels. Hiervoor gebruikt een uitlijning hoek van ten minste 4 °. </li><li> Lijm een ​​flexibele cantilever op een geleidende plaat met een diëlektrische laag. Dan lijm de SQUID chip op de cantilever. De capaciteit tussen de cantilever en een statische plaat bepaalt het contact met het monster en de mate van stress toegepast. </li><li> Load sample op de microscoop. Lijm het monster naar een aangewezen monster te monteren met behulp van een vernis of zilveren plak. Lijm de berg naar de Z piëzo-element (figuur 1a). </li><li> Sluit de stick slip grof motion systeem naar een controller. </li><li> Opgericht optische beeldvorming vanuit twee hoeken - de voor- en zijkant van de chip. Met twee telescopen geplaatst vertaling stadia, gericht op de voorzijde van de chip en één kant. </li><li> Met behulp van de Z-stick slip grof beweging stadium verplaatst het monster op een afstand van 1 micrometer van de sensor, zodat de reflectie van de sensor zichtbaar is op het monster. OPMERKING: Neem contact tussen het monster en de sensor in dit stadium kan de squid schaden. </li><li> Beweeg het monster 0,5-1 mm van de sensor met de Z-stick slip grof bewegingstafel om schade aan de S voorkomenQUID. </li><li> Draai de uitlijningsschroeven (figuur 1a) gelijke voorste hoeken krijgen (dat wil zeggen, hoeken de zijkanten van de punt van de chip te maken met zijn reflectie, zoals in figuur 1c). </li><li> Beweeg het monster op een afstand van 1 urn van de sensor. Controleer de hoeken en herhaal stap 3.7 en 3.8 indien nodig. </li><li> Draai de uitlijningsschroeven tot een hoek van 4 graden tussen de sensor en het monster (figuur 1d) krijgen. Zorg ervoor dat de top van de chip is het gedeelte dat contact maakt met het monster. </li></ol> 4. Metingen <ol><li> Laad de aftastkop (figuur 1a) een 4 K koelsysteem. LET OP: Het scannen hoofd moet worden aangesloten op een koud bord, en wordt omgeven door een vacuüm kan. Draad een spoel rond het blik voor het aanbrengen van extern magnetisch veld (laag velden van verschillende Gauss volstaan ​​voor deze studie). Bedek deze opstelling met een Mu-metalen schild. </li><li> Afkoelen in aanwezigheid van magnetic gebied, door toepassing van stroom door de spoel rond de microscoop. Kies de veldsterkte voorzichtig naar de gewenste vortex dichtheid te bereiken. Gebruik 1Φ 0 = 20,7 G / um 2 op de cooldown veld te berekenen. Bijvoorbeeld, voor 10 vortices in een 10 um 10 um gebied van toepassing 2,07 G. </li><li> Voor het veranderen van een nieuwe vortex dichtheid warmte monster boven de supergeleidende transitie temperatuur (Nb, verhitten boven 10 K). Breng het nieuwe veld. </li><li> Cool monster tot 4,2 K. </li><li> Schakel magnetisch veld. Zet SQUID op. </li><li> Verplaats het monster in de buurt van de squid met behulp van de stick slip grof bewegingssysteem. <ol><li> Toepassen toenemende spanningen op de Z plakken slip cube het monster dichter bij de squid chip bewegen. </li><li> Solliciteer spanning tussen de cantilever en de plaat voor het lezen van de capaciteit met behulp van een capacitieve brug (0,1-1 V meestal). </li><li> Vegen de spanning op de Z piezo element. Meet de capaciteit tussen de cantilever en de plate. Als een grote verandering in de capaciteit optreedt, het monster in contact is met de squid chip. </li><li> Als het monster geen contact met de chip wist te maken, herhaalt u de stappen 4.6.1-4.6.3 totdat contact wordt waargenomen. </li><li> Optioneel: Gebruik natuurlijk beweging om de afstand tussen de tip en het monster zo aanpassen dat contact optreedt bij lage spanningen (0 - 10 V toegepast op de Z piezo). </li><li> Zodra er contact Herhaal stap 4.6.2-4.6.3 op verschillende locaties, om de kantelhoeken van het oppervlak te bepalen en op het vlak van het monster, ten opzichte van de sensor te bepalen. </li></ol></li><li> Vegen de spanning op de X- en Y piëzo elementen om het monster ten opzichte van de sensor beweegt. Scannen op een constante hoogte boven het monster, zonder contact tussen de tip en het monster, om in kaart vortex distributie. Het bereiken van een constante hoogte scan door het veranderen van de spanning op de Z piezo volgens de X- en Y-locaties en op het vlak bepaald in 4.6. </li><li> Kies een vortex en scannen around is nauwkeurig de plaats van het midden te bepalen. Merk op dat de vortex locatie is ten opzichte van de Squid&#39;s pick-up lijn, niet aan het contactpunt. </li><li> Zet SQUID uit. </li><li> Toepassen van een spanning die groter is dan de touchdown spanning aan de z piëzo en ofwel tik naast het midden vortex of veeg de werveling door de sensor (in contact met het monster) slepen langzaam het monster op een gewenste locatie. De vortex zal blijven ijveren voor de kraan of in het vegen richting. Typische waarden toe te voegen aan de toegepaste z piëzo voltage zijn 2-5 V. </li><li> Zet SQUID op. </li><li> Beeld weer op een constante hoogte zonder contact met de nieuwe locatie van de vortex lokaliseren. </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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Succesvolle manipulatie van wervels, hangt af van een aantal kritische stappen. Het is belangrijk dat de sensor uitgelijnd onder een hoek, zodanig dat de punt van de chip als eerste contact met het monster te zijn. Ten tweede is het belangrijk op te merken dat de kracht op het monster wordt bepaald door de mechanische eigenschappen van de cantilever de chip is gemonteerd. In het elastische regime, de uitgeoefende kracht is evenredig met de uitwijking x, volgens de wet van Hooke: F = -kx <p class="jove_content...

Wervels magnetische voorwerpen op nanoschaal, gevormd in type 2 supergeleiders in de aanwezigheid van extern magnetisch veld. In een defect gratis monster, kunnen draaikolken vrij bewegen. Echter, verschillende defecten in het materiaal leiden tot gebieden van verminderde supergeleiding die energetisch gunstig voor vortices zijn. Wervels de neiging om deze regio&#39;s, ook wel bekend als de pinning-sites te versieren. In dit geval moet de kracht die nodig is om een ​​vortex te bewegen groter dan de pinning kracht. Eigenschappen van wervels, zoals vortex dichtheid interactie sterkte en bereik, kan gemakkelijk worden bepaald door uitwendig veld, temperatuur of geometrie van het monster. De mogelijkheid om deze eigenschappen te besturen hun een goed modelsysteem voor gecondenseerde gedrag dat gemakkelijk kan worden afgestemd, maar ook geschikte kandidaten voor elektronische toepassingen 1, 2. Controle van de locatie van individuele wervels is essentieel voor het ontwerp van dergelijke logische elementen. Mechanisch magnetische nanodeeltjes was eerder bereikt. Kalisky et al. recent gebruikte scanning supergeleidende quantuminterferentie inrichting (SQUID) de invloed van plaatselijke mechanische belasting van ferromagnetische patches complexe oxide interfaces 3 bestuderen. Zij konden de oriëntatie van de pleister door te scannen in contact, op de punt van de squid in het monster, een kracht van maximaal 1 μN in het proces. We hebben een soortgelijke werkwijze gebruikt ons protocol om wervelingen te bewegen. In bestaande studies vortexmanipulatie werd motion bereikt door stroom aan het monster, waardoor Lorentzkracht 4, 5, 6. Hoewel deze werkwijze effectief is, is niet lokaal, en om één wervel regel is extra fabricage vereist. Wervels kan ook worden manipulated door toepassing van extern magnetisch veld, bijvoorbeeld met een magnetische kracht microscoop (MFM) of met een SQUID veldspoel 7, 8. Deze werkwijze is effectief en lokale, maar de door deze gereedschappen uitgeoefende kracht klein is, en kan de pinning kracht Pas bij hoge temperaturen dicht bij de kritische temperatuur van de supergeleider overwinnen. Ons protocol maakt een doeltreffend, lokale manipulatie bij lage temperaturen (4 K) zonder bijkomende productie van het monster. We image wervels met behulp van scanning SQUID microscopie. De sensor wordt gefabriceerd op een siliciumchip die wordt gepolijst in een hoek, en gelijmd op een flexibele cantilever. De cantilever wordt gebruikt voor capacitieve detectie van het oppervlak. De chip is geplaatst onder een hoek met het monster, zodat het contactpunt is aan het uiteinde van de chip. We passen krachten tot 2 μN door op de chip in de monsterhouder. We gaan het monster ten opzichte van de squid door piëzo-elementen. Wij verhuizende draaikolk door te tikken op het silicium tip naast een vortex, of door het vegen van het, het aanraken van de vortex.

<table><tbody><tr><td>stick slip coarse motion system</td><td>attocube</td><td>ANPx-101</td><td>x,y motion</td></tr><tr><td>stick slip coarse motion system</td><td>attocube</td><td>ANPz-101</td><td>z motion</td></tr><tr><td>stick slip coarse motion system controller</td><td>Attocube</td><td>ANC 300</td><td></td></tr><tr><td>high voltage amplifier</td><td>Attocube</td><td>ANC 250</td><td></td></tr><tr><td>data acquisition card</td><td>National Instruments</td><td>NI&nbsp;PCIe-6363</td><td></td></tr><tr><td>piezo elements</td><td>Piezo Systems Inc</td><td>T2C</td><td>non magnetisch</td></tr><tr><td>low noise voltage preamplifier</td><td>Stanford Research Systems</td><td>SR 560</td><td></td></tr><tr><td>capacitieve brug</td><td>General Radio</td><td>1615A</td><td></td></tr><tr><td>telescoop</td><td>NAVITAR</td><td>1-504516</td><td></td></tr><tr><td>camera</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>inzet</td><td>ICE oxford</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Mu-metal schild</td><td>Amuneal</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>vacuümdop</td><td>ICE oxford</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>sputteringsysteem</td><td>AJA international Inc</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>slijpfolie</td><td>3M</td><td>261X</td><td>non magnetisch</td></tr><tr><td>Nb doelwit</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EJTNBXX351A2</td><td></td></tr><tr><td>GE Vernis</td><td>CMR-Direct</td><td>02-33-001</td><td>voor cryogene koelsinking</td></tr><tr><td>Zilverpasta</td><td>Structure Probe Inc</td><td>05063-AB</td><td></td></tr></tbody></table>

het scannen van squid studie van vortex manipulatie door local contact

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

Lokale, deterministische manipulatie van individuele wervelstromen in type 2 supergeleiders is een uitdaging. De mogelijkheid om de positie van individuele wervelstromen te beheersen is noodzakelijk om te bestuderen hoe wervelstromen met elkaar, met het rooster en met andere magnetische objecten interageren. Hier presenteren we een protocol voor wervelmanipulatie in dunne supergeleidende films door lokaal contact, zonder stroom of magnetisch veld toe te passen. Wervelstromen worden geïmagereerd met behulp van een scanning supergeleidende kwantuminterferentieapparaat (SQUID), en verticale spanning wordt op het monster toegepast door de punt van een siliciumchip in het monster te duwen, met behulp van een piëzo-elektrisch element. Wervelstromen worden verplaatst door het monster te tikken of ermee te vegen met de siliciumtip. Onze methode maakt effectieve manipulatie van individuele wervelstromen mogelijk, zonder de film te beschadigen of zijn topografie te beïnvloeden. We laten zien hoe wervelstromen werden verplaatst naar afstanden van maximaal 0,8 mm. De wervelstromen bleven stabiel op hun nieuwe locatie gedurende maximaal vijf dagen. Met deze methode kunnen we wervelstromen besturen en ze verplaatsen om complexe configuraties te vormen. Deze techniek voor wervelmanipulatie kan ook worden geïmplementeerd in toepassingen zoals op wervelstromen gebaseerde logische apparaten.

Ons protocol werd met succes getest op duizenden individuele, goed gescheiden draaikolken in twee monsters van Nb, en negen monsters van het NBN. Genereren we nieuwe wervels op hetzelfde monster door het monster boven Tc en koelen naar 4,2 K in aanwezigheid van een magnetisch veld. We kozen voor het extern magnetisch veld om de gewenste dichtheid te bereiken vortex. We tonen hier gegevens uit deze experimenten. Deze resultaten zijn in detail beschreven door Kremen et al. <sup cl...

We presenteren een protocol voor het manipuleren van individuele wervels in dunne supergeleidende films, met behulp van lokale mechanische contacten. De methode omvat geen toepassing van stroom, magnetisch veld of aanvullende fabricage stappen.

Het scannen van SQUID Studie van Vortex manipulatie door Local Contact

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

Het algemene doel van deze procedure is om wervelstroom in dunne supergeleidende lagen te manipuleren door lokale verticale stress zonder stroom of magnetisch veld toe te passen. De mogelijkheid om de positie van individuele wervelstromen te bepalen is noodzakelijk om te bestuderen hoe wervelstromen met elkaar, met het materiaal en met andere magnetische objecten interageren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een lokale methode is die een zeer effectieve manipulatie van een individuele wervelstroom mogelijk maakt zonder extra fabricagestappen.We waren voor het eerst getuige van het effect van spanning op submicro en ferromagnetische objecten toen we de SQUID gebruikten om de manier waarop ze hun oriëntatie veranderen als gevolg van stress te beeld te vormen en te onderzoeken. Na dit onderzoek wilden we het effect van lokale spanning op andere nanomagnetische objecten onderzoeken, en het eerste systeem dat we testten is het systeem van wervelstromen in een supergeleider. Bereid eerst een dunne supergeleidende film monster voor.Verkrijg vervolgens een SQUID-sensor gefabriceerd op een siliconenchip. Poets de chip voorzichtig met niet-magnetisch polijstpapier om een symmetrische punt te vormen die het detectiegebied bevat. Het materiaal moet helemaal worden gepolijst om het detectiegebied bloot te leggen.Lijm een flexibele cantilever op een geleidende plaat met een diëlektrische laag. Lijm vervolgens de sensorchip op de cantilever. Monteer het monster met vernis of zilverpasta.Bevestig het vervolgens aan het Z-As Piezo-element. Plaats twee telescopen op vertaalplatformen en verbind de telescopen via een camera met een computer. Verbind de stick slip cursus motion systeemcontroller.Richt de telescopen op de voor- en zijkant van het chip om optische beeldvorming te bieden. Gebruik de Z-stick slip-fase om het monster ongeveer één micrometer van de sensor te verplaatsen, zodat de sensor in het monster wordt gereflecteerd. Laat het monster niet in contact komen met de sensor.Controleer de hoeken tussen het chip en zijn reflectie aan beide zijden van de punt wanneer ze vanaf de voorkant worden bekeken. Verplaats vervolgens het monster ongeveer 0,5 tot één millimeter van de sensor om schade aan de SQUID te voorkomen. Draai de uitlijnschroeven zodat de hoeken tussen het chip en zijn reflectie gelijk zijn aan beide zijden van de punt wanneer ze vanaf de voorkant worden bekeken.Verplaats het monster terug naar ongeveer één micrometer van de sensor en controleer de hoeken opnieuw. Zodra de hoeken gelijk zijn, draai de uitlijnschroeven tot de hoek tussen het chip en zijn reflectie ten minste vier graden is wanneer vanaf de zijkant wordt bekeken, om ervoor te zorgen dat de punt het monster raakt wanneer de wervelstromen worden verplaatst. Het is belangrijk om de sensor onder een hoek te plaatsen, zodat alleen de punt van de sensor het monster raakt.Op deze manier kan een duidelijk contactpunt worden bepaald. Laad de scankop van het SQUID-systeem in een vier Calvin koelsysteem. Om wervelstromen te genereren, koel het monster af tot 4,2 Calvins in aanwezigheid van een magnetisch veld op basis van de monstersgrootte en het gewenste aantal wervelstromen.Schakel het magnetische veld uit en zet de SQUID aan. Gebruik de Z-stick slip om het monster dichter bij de sensorchip te brengen. Breng spanning aan tussen de cantilever en de capacitieve detectieplaat om de cantilever in de brugskring te brengen.Veeg het Z Piezo-element van nul tot 200 volt terwijl u de capaciteit tussen de cantilever en de plaat controleert. Wanneer het monster contact maakt met de sensorchip, zal er een grote verandering in capaciteit optreden. Zodra het monster met succes contact heeft gemaakt met de chip, herhaalt u dit proces op verschillende plaatsen op het monster om het vlak van het monster ten opzichte van de sensor te definiëren.Om het monster ten opzichte van de sensor te verplaatsen, veegt u de spanning op de X- en Y-Piezo-elementen. Zodra het vlak is gedefinieerd, gebruikt u het Z Piezo-element om het monster te verplaatsen zodat de sensor op een constante hoogte boven het monster scant. Scan rond een voorwerp om de locatie van het centrum ten opzichte van het detectiegebied nauwkeurig te bepalen.Schakel de SQUID uit en breng vervolgens een spanning aan die groter is dan de touch-down spanning op het Z Piezo-element. Tik op het monster naast het voorwerpcentrum of sleep de sensor langzaam terwijl u in contact bent met het monster naar de gewenste nieuwe voorwerplocatie. Schakel de SQUID weer in en scan het monster op een constante hoogte om de nieuwe voorwerplocatie te bepalen.Wervelstromen werden gegenereerd op een niobiumdunne filmmonster. Met behulp van deze methode kunnen de wervelstromen in gedefinieerde patronen worden verplaatst. Een voorwerp kan meerdere keren worden verplaatst.Zelfs nadat dit voorwerp 820 micrometer is verplaatst, bleef het voorwerp stabiel op zijn nieuwe locatie. Het magnetische signaal wordt gemapt door de flux door de SQUID te registreren als functie van positie. Het signaal wordt opgenomen via de pick-up lus van de SQUID.Echter, contact met het monster wordt gemaakt op de punt van de sensorchip. Deze afstand moet worden gecompenseerd bij het selecteren van een contactlocatie voor voorwerpmanipulatie. In dit geval vindt contact plaats vóór het opnemen van het magnetische signaal.Als de sensor tijdens een manipulatiescan wordt ingeschakeld, verschijnt het verplaatsingsevenement als een zwakke stap in het signaal. Het voorwerp, geïmager op zijn nieuwe positie, lijkt intact. Deze techniek kan worden toegepast om het effect van lokale mechanische spanning op andere nanomagnetische objecten te bestuderen.Een effectieve en reproduceerbare manipulatietechniek van nanomagnetische objecten is essentieel om mogelijke toepassingen zoals logica-elementen te bevorderen.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

De fabricage van microfluïdische kanalen en de uitvoering daarvan in experimenten voor het bestuderen van de chemotactische foerageergedrag van mariene microben in een fragmentarische voedingsstof zeegezicht en het zwemgedrag van de bacteriën in shear stroming worden beschreven.

Chemotactische respons van mariene micro-organismen aan Micro-Scale voedingsstoffen Lagen

Dit protocol bevat instructies over hoe je een self-contained onder water velocimetry apparaten (SCUVA), die is ontworpen voor de kwantificering van de in situ dieren gegenereerde stroom te gebruiken. Daarnaast, dit protocol adressen uitdagingen van de veldomstandigheden, en omvat operator beweging, voorspellen positie van het dier, en oriëntatie van SCUVA.

Kwantitatief meten In situ Stromen met behulp van een self-contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

Vocal fold poliepen kunnen de vocale plooidynamiek verstoren en kunnen dus verwoestende gevolgen hebben voor het vermogen van een patiënt om te communiceren. Driedimensionale stromingsscheiding veroorzaakt door een aan de muur gemonteerde modelpoliep en de impact ervan op de belasting van de wanddruk worden onderzocht met behulp van deeltjesbeeld velocimetry, visualisatie van de huidwrijvingslijn en wanddrukmetingen.

Onderzoek naar de driedimensionale stroomscheiding geïnduceerd door een model vocal fold poliep

Colloïdale sondev-nanoscopie kan binnen verschillende velden worden gebruikt om inzicht te krijgen in de fysische stabiliteit en coagulatiesnelheid van colloïdale systemen en om medicijnontdekking en formuleringswetenschappen te ondersteunen met behulp van biologische systemen. De beschreven methode biedt een kwantitatief en kwalitatief middel om dergelijke systemen te bestuderen.

Kwantitatieve en kwalitatieve onderzoek van Particle-deeltje Interacties gebruik Colloïdaal Probe Nanoscopy

Twee experimentele apparaten voor het onderzoeken van vloeibare straalophanging op een snel bewegend oppervlak worden beschreven: een luchtkanonapparaat en een roterend schijfapparaat. De apparaten worden gebruikt om optimale benaderingen te bepalen voor het aanbrengen van vloeibare wrijvingsmodifier (LFM) op spoorrails voor wrijvingscontrole bovenop de rail.

Visualisatie van High Speed ​​Liquid Jet Impactie op een bewegend oppervlak

We gebruiken 3D-printen om anisotrope deeltjes in de vormen van kegelkappen, kruisen, tetraden en triaden te fabriceren, waarvan de uitlijningen en rotaties in turbulente vloeistofstroming kunnen worden gemeten vanuit meerdere gelijktijdige videobeelden.

Methoden voor het meten van de oriëntatie en de draaisnelheid van de 3D-gedrukte Deeltjes in Turbulence

We demonstreren de nauwkeurige manipulatie van individuele organische moleculen op een metalen oppervlak met de punt van een rastersondeboogmicroscoop, aangestuurd in 3D door de hand van de onderzoeker met behulp van een motion capture-systeem en volledig immersieve virtual reality-bril.

Hand Gecontroleerde Manipulatie van enkele moleculen via een Scanning Probe Microscope met een 3D Virtual Reality Interface

Een robot platform wordt beschreven dat zal worden gebruikt om de hydrodynamische prestatie-krachten en flowfields-van het zwemmen Californische zeeleeuw bestuderen. De robot is een model van foreflipper van het dier dat wordt aangedreven door motoren om de beweging van de voortstuwende slag (de 'druiper') te repliceren.

Een Robotic Platform aan de Foreflipper van de Californische zeeleeuw Studie

Een protocol voor de fabrikatie van magnetische micro- en nanostructuren met spin configuraties vorming van magnetische Draaikolken geschikt voor transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en onderzoek naar de magnetische overdracht x-ray microscopie (MTXM) wordt gepresenteerd.

Fabricage van magnetische nanostructuren op siliciumnitride membranen voor magnetische Vortex Studies met behulp van Transmission microscopie technieken

Het doel van het protocol is om visualisatie van de gedetailleerde stromings velden en de bepaling van de nabije grens afschuiving en normale spanningen binnen een evenwichts gat dat door een trillende pijpleiding wordt geïnduceerd, mogelijk te maken.

Visualisatie van het stroom veld rond een trillende pijpleiding binnen een evenwichts-gat

Macropinocytose is een sterk geconserveerd endocytisch proces geïnitieerd door de vorming van F-actine-rijke plaatachtige membraanprojecties, ook bekend als membraanrulingen. Verhoogde snelheid van macropinocytotische opgeloste stof internalisatie is betrokken bij verschillende pathologische aandoeningen. Dit protocol presenteert een methode om de vorming van membraanrommels in vitro te kwantificeren met behulp van scanning elektronenmicroscopie.

Visualisatie van membraanrommelvorming met behulp van Scanning Electron Microscopie

Leer vortexmanipulatie in dunne supergeleidende films met lokale mechanische contacttechniek zonder stroom of magneetveld. Deze methode biedt precieze controle over individuele vortices voor onderzoek naar vortexdynamica.

Het scannen van SQUID Studie van Vortex manipulatie door Local Contact

Meer video's verkennen