Yerel İletişim tarafından Vortex Manipülasyon KALAMAR Çalışması taranması

Bu prosedürün genel amacı, ince süper iletken filmlerdeki girdapları, akım veya manyetik alan uygulamadan yerel dikey stres ile manipüle etmektir. Girdapların birbirleriyle, malzemeyle ve diğer manyetik nesnelerle nasıl etkileşime girdiğini incelemek için tek tek girdapların konumunu kontrol etme yeteneği gereklidir. Bu tekniğin ana avantajı, ek üretim adımları olmadan tek bir girdabın çok etkili bir şekilde manipüle edilmesine izin veren yerel bir yöntem olmasıdır.

Gerilmenin submikro ve ferro-manyetik nesneler üzerindeki etkisine ilk olarak, stres sonucunda yönlerini nasıl değiştirdiklerini görüntülemek ve incelemek için SQUID'i kullandığımızda tanık olduk. Bu çalışmayı takiben, yerel stresin diğer nano-manyetik nesneler üzerindeki etkisini araştırmak istedik ve test ettiğimiz ilk sistem, bir süper iletkendeki girdaplar sistemidir. İlk olarak, ince bir süper iletken film örneği hazırlayın.

Ardından, bir silikon çip üzerinde üretilmiş bir SQUID sensörü edinin. Algılama alanını içeren simetrik bir nokta oluşturmak için çipi manyetik olmayan parlatma kağıdı ile nazikçe parlatın. Algılama alanını ortaya çıkarmak için malzeme tamamen parlatılmalıdır.

Esnek bir konsolu, dielektrik tabakalı bir iletken plakaya yapıştırın. Ardından, sensör çipini konsola yapıştırın. Numuneyi vernik veya gümüş macun ile monte edin.

Ardından, Z Ekseni Piezo elemanına takın. Çeviri aşamalarında iki teleskop kurun ve teleskopları bir kamera aracılığıyla bir bilgisayara bağlayın. Çubuk kayma rotası hareket sistemi kontrolörünü bağlayın.

Optik görüntüleme sağlamak için teleskopları çipin önüne ve yanına yönlendirin. Z-stick kayma aşamasını kullanarak, sensörün numuneye yansıması için numuneyi sensörden yaklaşık bir mikrometreye kadar hareket ettirin. Numunenin sensöre temas etmesine izin vermeyin.

Önden bakıldığında çip ile ucun her iki tarafındaki yansıması arasındaki açıları kontrol edin. Ardından, SQUID'in zarar görmesini önlemek için numuneyi sensörden yaklaşık 0,5 ila bir milimetre uzağa taşıyın. Hizalama vidalarını, önden bakıldığında çip ile yansıması arasındaki açılar ucun her iki tarafında eşit olacak şekilde döndürün.

Numuneyi sensörden yaklaşık bir mikrometreye kadar geri taşıyın ve açıları tekrar kontrol edin. Açılar eşit olduğunda, girdapları hareket ettirirken ucun numuneye temas ettiğinden emin olmak için yandan bakıldığında çip ile yansıması arasındaki açı en az dört derece olana kadar hizalama vidalarını döndürün. Sensörü, numuneye yalnızca sensör ucu temas edecek şekilde belirli bir açıyla hizalamak önemlidir.

Bu şekilde, belirgin bir temas noktası belirlenebilir. SQUID sisteminin tarama kafasını dört Calvin'lik bir soğutma sistemine yükleyin. Girdaplar oluşturmak için, numune boyutuna ve istenen girdap sayısına bağlı olarak bir manyetik alan varlığında numuneyi 4.2 Calvins'e soğutun.

Manyetik alanı kapatın ve SQUID'i açın. Z-stick slip'i kullanarak numuneyi sensör çipine yaklaştırın. Konsolu köprü devresine getirmek için konsol ile kapasitans algılama plakası arasına voltaj uygulayın.

Konsol ve plaka arasındaki kapasitansı izlerken Z Piezo elemanını sıfırdan 200 volta kadar süpürün. Numune sensör çipine temas ettiğinde, kapasitansta büyük bir değişiklik meydana gelecektir. Numune çip ile başarılı bir şekilde temas ettikten sonra, numunenin sensöre göre düzlemini tanımlamak için bu işlemi numune üzerinde birkaç yerde tekrarlayın.

Numuneyi sensöre göre hareket ettirmek için, X ve Y Piezo elemanlarındaki voltajı süpürün. Düzlem tanımlandıktan sonra, sensörün numunenin üzerinde sabit bir yükseklikte tarama yapması için numuneyi hareket ettirmek için Z Piezo elemanını kullanın. Algılama alanına göre merkezinin konumunu kesin olarak belirlemek için bir girdabın etrafını tarayın.

SQUID'i kapatın ve ardından Z Piezo elemanına dokunma voltajından daha büyük bir voltaj uygulayın. Vorteks merkezinin yanındaki örneğe dokunun veya numune ile temas halindeyken sensörü istenen yeni girdap konumuna yavaşça sürükleyin. SQUID'i tekrar açın ve yeni girdap konumunu belirlemek için numuneyi sabit bir yükseklikte tarayın.

Girdaplar, bir niyobyum ince film numunesi üzerinde üretildi. Bu yöntem kullanılarak, girdaplar tanımlanmış desenlere taşınabilir. Bir girdap birden çok kez hareket ettirilebilir.

Bu girdabı 820 mikrometre hareket ettirdikten sonra bile, girdap yeni konumunda sabit kaldı. Manyetik sinyal, konumun fonksiyonu olarak SQUID'den geçen akı kaydedilerek haritalanır. Sinyal, SQUID'in alma döngüsü aracılığıyla kaydedilir.

Bununla birlikte, numune ile temas, sensör çipinin ucunda yapılır. Girdap manipülasyonu için bir temas yeri seçerken bu mesafe telafi edilmelidir. Bu durumda, manyetik sinyal kaydedilmeden önce temas gerçekleşir.

Bir manipülasyon taraması sırasında sensör açılırsa, yer değiştirme olayı sinyalde zayıf bir adım olarak görünür. Yeni konumunda görüntülenen girdap sağlam görünüyor. Bu teknik, yerel mekanik stresin diğer nano-manyetik nesneler üzerindeki etkisini incelemek için uygulanabilir.

Nano-manyetik nesnelerin etkili ve tekrarlanabilir bir manipülasyon tekniği, mantık elemanları gibi olası uygulamaları teşvik etmek için gereklidir.