Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe w miedzianach i nadprzewodnikach na bazie żelaza jest intrygującym stanem materii kwantowej¹^,². Głównym wyzwaniem w zrozumieniu nadprzewodnictwa jest lokalnie spleciona natura różnych stanów złamanej symetrii, takich jak fazy nematyczne elektronowe i smektyczne (które łamią symetrie rotacyjne i translacyjne stanów elektronowych), z nadprzewodnictwem³^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷. Manipulacja i celowe dostrojenie tych złamanych stanów symetrii jest kluczowym celem w kierunku zrozumienia i kontrolowania nadprzewodnictwa.

Kontrolowany szczep, zarówno jednoosiowy, jak i dwuosiowy, jest dobrze znaną techniką dostrajania zbiorowych stanów elektronowych w układach materii skondensowanej⁸^,9^,¹⁰^,¹¹^,¹²^,¹³^,¹⁴^,¹⁵^,¹⁶^,¹⁷^,¹⁸^,¹⁹^,²⁰^,²¹^,²². To czyste strojenie, bez wprowadzania zaburzeń przez domieszkowanie chemiczne, jest powszechnie stosowane w różnego rodzaju eksperymentach w celu dostrojenia masowych właściwości elektronicznych²³^,²⁴^,²⁵^,²⁶. Na przykład, jednoosiowe ciśnienie okazało się mieć ogromny wpływ na nadprzewodnictwo w Sr₂RuO₄¹³ i cuprates²⁷ oraz na strukturalne, magnetyczne i nematyczne przejścia fazowe nadprzewodników na bazie żelaza¹⁰^,¹⁴^,²⁸^,²⁹ i zostało niedawno zademonstrowane w dostrajaniu stanów topologicznych SmB₆²⁴. Jednak zastosowanie odkształceń w technikach wrażliwych na powierzchnię, takich jak STM i spektroskopia fotoemisyjna o rozdzielczości kątowej (ARPES), zostało ograniczone do cienkich warstw hodowanych in situ na niedopasowanych podłożach²⁶^,³⁰. Głównym wyzwaniem związanym z zastosowaniem odkształcenia do monokryształów w eksperymentach wrażliwych na powierzchnię jest konieczność rozszczepienia odkształconych próbek w ultrawysokiej próżni (UHV). W ciągu ostatnich kilku lat alternatywnym kierunkiem było epoksydowanie cienkiej próbki na stosach piezoelektrycznych⁹^,¹⁰^,¹⁸^,³¹ lub na płytach o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej¹⁹^,³². Jednak w obu przypadkach wielkość zastosowanego szczepu jest dość ograniczona.

Tutaj demonstrujemy użycie nowatorskiego mechanicznego urządzenia do jednoosiowego odkształcenia, które pozwala badaczom odcedzić próbkę (odkształcenie ściskające) bez ograniczeń i jednocześnie wizualizować jej strukturę powierzchni za pomocą STM (zobacz Rysunek 1). Jako przykład używamy monokryształów Fe_{1 +} _yTe, gdzie y = 0,10, związek macierzysty nadprzewodników chalkogenku żelaza (y to nadmierne stężenie żelaza). Poniżej T_N = ~60 K, Fe_{1 +} _yTe przechodzi z wysokotemperaturowego stanu paramagnetycznego w niskotemperaturowy stan antyferromagnetyczny z dwuliniowym porządkiem magnetycznym paskowym²⁶^,³³^,³⁴ (patrz rysunek 3A,B). Przejściu magnetycznemu towarzyszy ponadto strukturalne przejście od tetragonalnego do jednoskośnego²⁶^,³⁵. Kolejność AFM w płaszczyźnie tworzy rozwojone domeny ze strukturą spinową skierowaną wzdłuż długiego kierunku b struktury rombowej³⁴. Wizualizując porządek AFM za pomocą STM spolaryzowanego spinowo, badamy dwukierunkową strukturę domeny w nieodkształconych próbkach Fe_{1 +} _yTe i obserwujemy ich przejście do jednej dużej domeny pod wpływem przyłożonego odkształcenia (patrz schemat na rysunku 3C-E). Eksperymenty te pokazują udane strojenie powierzchni monokryształów za pomocą prezentowanego tutaj urządzenia do odkształcania jednoosiowego, rozszczepienie próbki i jednoczesne obrazowanie jej struktury powierzchni za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego. Rysunek 1 pokazuje schematyczne rysunki i zdjęcia mechanicznego urządzenia do naprężania.

Wizualizacja jednoosiowej manipulacji odkształceń domen antyferromagnetycznych w Fe<sub>1+</sub><em><sub>Y</sub></em>Te za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego spolaryzowanego spinowo