Hoge-temperatuur supergeleiding in cupraten en ijzer gebaseerde supergeleiders is een intrigerende staat voor quantum zaak1,2. Een belangrijke uitdaging in begrip supergeleiding is het lokaal met elkaar verweven karakter van verschillende staten van de gebroken symmetrie, zoals elektronische nematic en smectic fasen (die breken rotatie- en translationeel symmetrieën van de elektronische Staten), met supergeleiding3,4,5,6,7. Manipulatie en opzettelijke afstemming van deze Staten gebroken symmetrie is een essentiële doelstelling naar inzicht in en beheersing van supergeleiding.

Gecontroleerde spanning, zowel eenassige versnellingsmeters en biaxial, is een gevestigde techniek om af te stemmen op de collectieve elektronische Staten in gecondenseerde materie systemen8,9,10,11,,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22. Deze schone tuning, wordt zonder de invoering van wanorde door chemische doping, vaak gebruikt in allerlei experimenten om af te stemmen bulk elektronische eigenschappen23,24,25,26 . Bijvoorbeeld, heeft eenassige druk bewezen een enorm effect op de supergeleiding in Sr2RuO413 en cupraten27 en op de structurele, magnetische, en nematic fase-overgangen van ijzer gebaseerde supergeleiders 10 , 14 , 28 , 29 en werd onlangs aangetoond bij het afstemmen van de topologische Staten van SmB624. Het gebruik van stam in oppervlakte-gevoelige technieken, zoals STM en hoek-opgelost photoemission spectroscopie (CEVENNEN), is echter beperkt tot in situ-gegroeid dunne lagen op niet-overeenkomende substraten26,30. De grote uitdaging met stam op enkele kristallen in het oppervlak-gevoelige experimenten toe te passen is de noodzaak om te klieven van de gespannen monsters in met vacuüm (UHV). In de afgelopen jaren, is een alternatieve richting geweest om de epoxy een dunne monster op piezo stapels9,10,18,31 of platen met verschillende coëfficiënten van thermische uitzetting19 ,-32. Maar in beide gevallen is de omvang van de toegepaste spanning vrij beperkt.

Hier tonen we het gebruik van een nieuwe mechanische eenassige-stam apparaat waarmee onderzoekers een steekproef (druksterkte stam) zonder beperkingen van de stam en gelijktijdig visualiseren de oppervlakte structuur met behulp van STM (Zie Figuur 1). Als voorbeeld, gebruiken we enkele kristallen van Fe1 +yTe, waar y = 0,10, de samenstelling van de ouder van de ijzeren Chalcogeniden supergeleiders (y is het overtollige ijzer-concentratie). Onder TN = ~ 60 K, Fe1 +yTe overgangen van een hoge-temperatuur-paramagnetisch staat in een lage temperatuur antiferromagnetic staat met een bicollinear stripe magnetische volgorde26,33 ,34 (Zie figuur 3A, B). De magnetische overgang verder vergezeld gaat van een structurele overgang van tetragonale monoklien26,35. De volgorde van de AFM in-plane vormt detwinned domeinen met de structuur van de spin wijzen langs de lange b-richting van de orthorhombisch structuur34. Door het visualiseren van de volgorde van de AFM met spin-gepolariseerde STM, we sonde de bidirectionele domeinstructuur in ongedwongen Fe1 +yTe monsters en hun overgang naar één grote domein onder toegepaste spanning observeren (Zie het schema in Figuur 3 C-E). Deze experimenten tonen aan de succesvolle oppervlakte afstemming van de enkele kristallen met behulp van het eenassige-stam apparaat gepresenteerd hier, het splijten van het monster, en de gelijktijdige beeldvorming van de oppervlakte structuur met de scanning tunneling microscoop. Figuur 1 toont de schematische tekeningen en foto's van de mechanische spanning-apparaat.

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 beg