Visualiseren van eenassige-stam manipulatie van Antiferromagnetic domeinen in Fe_{1 +Y}Te gebruiken een Spin-gepolariseerde Scanning Tunneling Microscoop

Dit protocol is belangrijk omdat het een visualisatie is van de integratie van het uniaxiale-stamapparaat met het scannen van tunnelingmicroscopie. Het gaat om zowel het toepassen van spanning en het visualiseren van de manipulatie van structurele domeinen in SDM. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is het zorgt voor verhoogde hoeveelheden spanning, omdat het een mechanisch apparaat.

Het oppervlak effecten zijn in staat om te worden gevisualiseerd met behulp van het scannen van tunneling microscopie. In hoge temperatuur supergeleiders door opzettelijk te stemmen en gebroken symmetrietoestanden te manipuleren, kan men supergeleiding controleren en begrijpen. Dit proces kan worden toegepast op elk materiaal, mits het een enkel kristal is en het SDM-compatibel is.

Er is veel apparaat testen om de set-up reactie op verschillende omstandigheden te bepalen, waaronder hoeveel belasting kan worden bereikt. Het is een zeer uitdagend experiment waar geduld en absoluut begrip van wat je doet is de sleutel. Visuele demonstratie van dit proces is van cruciaal belang, omdat het inzicht geeft in het maken en gebruiken van het beschreven apparaat met SDM, wat een complex proces is.

Om te beginnen, demonteren van de u-vormige apparaat en plaats het in aceton. Reinig het apparaat, de micrometerschroeven, de Belleville veerschijven en de bodemplaat door ze 20 minuten te soniceren. Breng ze vervolgens over in isopropanol en geef ze 20 minuten extra.

Eenmaal schoon, bak het apparaat componenten in een oven gedurende 15 tot 20 minuten om zich te ontdoen van eventuele waterresten en om te ontgassen. Vervolgens, met behulp van een scherp scheermesje, snijd het ijzer tellurium monster tot een millimeter door twee millimeter door 0,1 millimeter groot. Tot slot, monteren van de onderdelen samen.

De opening in de u is een millimeter en kan kleiner of groot worden afgesteld door een paar micrometerschroeven aan de zijkanten van het apparaat. Meng in twee afzonderlijke gerechten zilver epoxy en niet-geleidende epoxy volgens de instructies op de epoxy-gegevensbladen. Breng vervolgens een dunne laag zilver epoxy aan om een elektrisch contact te maken en monteer het monster over de kloof van één millimeter, zodat de lange as langs de b-as van het ijzeren telluriummonster is georiënteerd.

Plaats de monsterhouder en monster in een convectieoven en bak ze gedurende 15 minuten om de epoxy opnieuw te genezen. Zodra het monster is afgekoeld, bedek de twee zijden met niet-geleidende epoxy, zodat het monster stevig wordt ondersteund op het apparaat. Plaats het vervolgens terug in de oven om de epoxy te genezen.

Met behulp van een optische microscoop, onderzoekt de positie van het monster vanuit alle hoeken om te controleren op parallelle uitlijning van de zijkanten van het monster met de kloof. Met alles nu voorbereid, beginnen met compressieve stam toe te passen door het draaien van de micrometer schroef 50 graden, terwijl het observeren van het oppervlak van het monster. Er mogen geen scheuren of buigen van het monster zijn nadat de druk is uitgeoefend.

Schroef het apparaat vervolgens in de bodemplaat. Eenmaal beveiligd, breng een dunne laag zilver epoxy van de basisplaat op de u-vormige apparaat om elektrisch contact tussen het monster en de plaat te creëren. Plaats het monster in de oven om de epoxy te genezen.

Controleer na gekoeld het elektrische contact met een multimeter. Gebruik vervolgens een dunne laag niet-geleidende epoxy om een aluminium post op het monster te lijmen, zodat het loodrecht staat op het ab-splijtende vlak. De berichten moeten dezelfde grootte hebben als het monster.

Wanneer de paal correct is geplaatst, bak het geassembleerde apparaat tot de epoxy is uitgehard. Breng het apparaat eerst over naar de scantunnelingsmicroscoop door het in het laadperron van de variabele temperatuur te plaatsen, ultrahoge vacuümscannloadingmicroscoop. Met behulp van een arm manipulator, klop de aluminium post in ultra-hoog vacuüm bij kamertemperatuur om een vers gespleten oppervlak bloot te leggen.

Breng het apparaat onmiddellijk ter plaatse met een andere set manipulatoren naar de scantunnelingsmicroscoopkamer, voer de microscoopkop in, die is afgekoeld tot negen graden Calvijn. Laat het monster 's nachts afkoelen tot negen graden voordat u de volgende stappen uitvoert en houd deze temperatuur tijdens de experimenten. Zodra het temperatuurevenwicht is bereikt, bereidt u de platina iridium-tips voor elk experiment door veldemissie op een één koperoppervlak dat is behandeld met verschillende rondes van sputteren en gloeien.

Met behulp van de spanning toegepast op de piëzo elektrische materialen in de microscoop, verplaats het monster stadium uit te lijnen met de tip. Nader dan het monster. Zodra de tip is een paar angstroms uit de buurt van het monster en de tunneling huidige registers op de oscilloscoop, is het klaar voor het nemen van topografen.

Hier is een 10 nanometer atoomresolutie topografische beeld van een ongetrainde ijzer tellurium enkel kristal. De atomaire structuur komt overeen met de telluriumatomen die na het kloven van het monster worden blootgesteld. De 4DA transformatie van de topografie toont vier scherpe pieken op de hoeken van het beeld langs de a en b richtingen die overeenkomen met de atomaire Bragg pieken.

In tegenstelling tot de eerste afbeelding toont dit topografische beeld een topograaf verkregen met een magnetische punt. Unidirectionele strepen met een periodiciteit van tweemaal die van het rooster langs de a-as worden waargenomen. De 4DA transformatie van deze topograaf toont naast de Bragg pieken, een nieuw paar satelliet pieken, wat overeenkomt met de helft van de Bragg piek momenta en dus twee keer de echte ruimte golflengte.

De nieuwe structuur komt overeen met de AFM streepvolgorde van de ijzeratomen net onder het oppervlak. Op sommige delen van de ongetrainde steekproef twee domein grenzen bestaan waar de kristalstructuur met de lange b-as en de bijbehorende AFM streep volgorde draaien 90 graden. Hier u een topograaf van 25 nanometer van een AFM twin domain grens observeren.

De 4DA transformatie van deze regio toont twee paren van afm orde gemarkeerd door groene en gele cirkels. Elk magnetisch domein draagt bij aan slechts één paar pieken in de 4DA-transformatie. Voor het gespannen monster kan slechts één domein worden gezien als gevolg van de uniaxiale druk die op het monster wordt uitgeoefend.

Hier wordt een grootschalige topografie getoond verspreid over een totale regio van ongeveer 1,75 micron bij 0,75 micron, wat meer dan twee keer het totale areaal is dat in de ongetrainde monsters wordt verdeeld. De 4DA-transformatie voor elke topograaf toont slechts één paar AFM-pieken die slechts één domein op dit gespannen monster aangeven. Het belangrijkste om te overwegen tijdens een poging deze procedure is uw uiteindelijke doel.

Weten waarom je het toepassen van uniaxiale stam moet u begeleiden met betrekking tot de steekproef oriëntatie en hoeveel stam toe te passen. Na deze procedure kan een stamapparaat ook worden geïntegreerd met andere technieken zoals röntgendiffractie, resonerende elastische röntgenverstrooiing en hoekige opgeloste foto-emissiespectroscopie. SDM is een krachtige techniek die elektronen in kwantummaterialen visualiseert.

En dit zijn materialen die zeer gevoelig zijn voor externe verstoringen zoals spanning, dus de uniaxiale stam geïntegreerde SDM-techniek zal het mogelijk maken om deze materialen elektronisch af te stemmen en de reactie op spanning te visualiseren met het uiteindelijke doel om supergeleiding te begrijpen.