Name: visualizing uniaxial-strain manipulation of antiferromagnetic domains in fe1+yte using a spin-polarized scanning tunneling microscope
Uploaded: 2019-03-24T14:00:00
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P.A. reconnaît le support de l’US National Science Foundation (NSF) carrière sous prix no. DMR-1654482. Synthèse de matériaux a été réalisée avec le soutien de la subvention du Centre National polonais des sciences N° 2011/01/B/ST3/00425.

Remarque : Le corps en forme de U est fait de 416-acier inoxydable, qui est rigide et a un faible coefficient de dilatation thermique (CTE), ~9.9 μm/(m∙°C), comparativement à ~17.3 μm/(m∙°C) pour l’acier inoxydable 304 de qualité.
1. mécanique uniaxial-souche
<ol><li>Nettoyer l’appareil en forme de U, les vis de micromètre (1 – 72 correspondant à 72 rotations par pouce), les disques de printemps de Belleville et la plaque de base par sonification eux séparément dans l?...

<ol>
	<li>Paglione, J., Greene, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-temperature+superconductivity+in+iron-based+materials.">High-temperature superconductivity in iron-based materials.</a> Nature Physics. 6 (9), 645 (2010).</li><li>Keimer, B., Kivelson, S. A., Norman, M. R., Uchida, S., Zaanen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+quantum+matter+to+high-temperature+superconductivity+in+copper+oxides.">From quantum matter to high-temperature superconductivity in copper oxides.</a> Nature. 518, 179-186 (2015).</li><li>Anderson, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physics:+The+opening+to+complexity.">Physics: The opening to complexity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (15), 6653-6654 (1995).</li><li>Dagotto, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexity+in+strongly+correlated+electronic+systems.">Complexity in strongly correlated electronic systems.</a> Science. 309, 257-262 (2005).</li><li>Davis, J. S., Lee, D. -. 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P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+impurity+states,+quasiparticle+scattering+and+nematic+transport+in+underdoped+Ca(Fe1&#8722;xCox)2As2.">Anisotropic impurity states, quasiparticle scattering and nematic transport in underdoped Ca(Fe1&#8722;xCox)2As2.</a> Nature Physics. 9 (4), 220-224 (2013).</li><li>Hicks, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+increase+of+Tc+of+Sr2RuO4+under+both+tensile+and+compressive+strain.">Strong increase of Tc of Sr2RuO4 under both tensile and compressive strain.</a> Science. 344 (6181), 283-285 (2014).</li><li>Hicks, C. W., Barber, M. E., Edkins, S. D., Brodsky, D. O., Mackenzie, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Piezoelectric-based+apparatus+for+strain+tuning.">Piezoelectric-based apparatus for strain tuning.</a> Review of Scientific Instruments. 85 (6), 065003 (2014).</li><li>Gannon, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+device+for+the+application+of+uniaxial+strain+to+single+crystal+samples+for+use+in+synchrotron+radiation+experiments.">A device for the application of uniaxial strain to single crystal samples for use in synchrotron radiation experiments.</a> Review of Scientific Instruments. 86 (10), 103904 (2015).</li><li>Kretzschmar, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+spin+fluctuations+and+the+origin+of+nematic+order+in+Ba(Fe1&#8722;xCox)2As+2.">Critical spin fluctuations and the origin of nematic order in Ba(Fe1&#8722;xCox)2As 2.</a> Nature Physics. 12 (6), 560 (2016).</li><li>Steppke, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strong+peak+in+T+c+of+Sr2RuO4+under+uniaxial+pressure.">Strong peak in T c of Sr2RuO4 under uniaxial pressure.</a> Science. 355 (6321), 133 (2017).</li><li>Yim, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+of+a+strain-stabilised+smectic+electronic+order+in+LiFeAs.">Discovery of a strain-stabilised smectic electronic order in LiFeAs.</a> Nature Communications. 9 (1), 2602 (2018).</li><li>Gao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic-scale+strain+manipulation+of+a+charge+density+wave.">Atomic-scale strain manipulation of a charge density wave.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (27), 6986-6990 (2018).</li><li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+in-plane+resistivity+anisotropy+in+a+detwinned+FeTe+single+crystal:+Evidence+for+a+Hund's+metal.">Distinct in-plane resistivity anisotropy in a detwinned FeTe single crystal: Evidence for a Hund's metal.</a> Physical Review B. 88 (11), 115130 (2013).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Symmetry+breaking+via+orbital-dependent+reconstruction+of+electronic+structure+in+detwinned+NaFeAs.">Symmetry breaking via orbital-dependent reconstruction of electronic structure in detwinned NaFeAs.</a> Physical Review B. 85 (8), 085121 (2012).</li><li>Watson, M. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gigantic+anisotropic+uniaxial+pressure+effect+on+superconductivity+within+the+CuO2+plane+of+La1.64Eu0.2Sr0.16CuO4:+Strain+control+of+stripe+criticality.">Gigantic anisotropic uniaxial pressure effect on superconductivity within the CuO2 plane of La1.64Eu0.2Sr0.16CuO4: Strain control of stripe criticality.</a> Journal of the Physical Society of Japan. 73 (5), 1123-1126 (2004).</li><li>Kuo, H. -. H., Shapiro, M. C., Riggs, S. C., Fisher, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+elastoresistivity+coefficients+of+the+underdoped+iron+arsenide+Ba(Fe0.975Co0.025)2As2.">Measurement of the elastoresistivity coefficients of the underdoped iron arsenide Ba(Fe0.975Co0.025)2As2.</a> Physical Review B. 88 (8), 085113 (2013).</li><li>He, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dichotomy+between+in-plane+magnetic+susceptibility+and+resistivity+anisotropies+in+extremely+strained+BaFe2As2.">Dichotomy between in-plane magnetic susceptibility and resistivity anisotropies in extremely strained BaFe2As2.</a> Nature Communications. 8 (1), 504 (2017).</li><li>Engelmann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+induced+superconductivity+in+the+parent+compound+BaFe2As2.">Strain induced superconductivity in the parent compound BaFe2As2.</a> Nature Communications. 4 (2877), 2877 (2013).</li><li>Berger, A. D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Temperature Driven Topological Switch in 1T’-MoTe2 and Strain Induced Nematicity in NaFeAs. , (2018).</li><li>B&#246;hmer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+biaxial+strain+on+the+phase+transitions+of+Ca(Fe1&#8722;xCox)2As2.">Effect of biaxial strain on the phase transitions of Ca(Fe1&#8722;xCox)2As2.</a> Physical Review Letters. 118 (10), 107002 (2017).</li><li>Bao, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+(&#948;+&#960;,+&#948;+&#960;)-type+antiferromagnetic+order+in+&#945;-Fe(Te,Se)+superconductors.">Tunable (&#948; &#960;, &#948; &#960;)-type antiferromagnetic order in &#945;-Fe(Te,Se) superconductors.</a> Physical Review Letters. 102 (24), 247001 (2009).</li><li>Koz, C., R&#246;&#223;ler, S., Tsirlin, A. A., Wirth, S., Schwarz, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-temperature+phase+diagram+of+Fe1+yTe+studied+using+x-ray+diffraction.">Low-temperature phase diagram of Fe1+yTe studied using x-ray diffraction.</a> Physical Review B. 88 (9), 094509 (2013).</li><li>Enayat, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-space+imaging+of+the+atomic-scale+magnetic+structure+of+Fe1+yTe.">Real-space imaging of the atomic-scale magnetic structure of Fe1+yTe.</a> Science. 345 (6197), 653-656 (2014).</li><li>Singh, U. R., Aluru, R., Liu, Y., Lin, C., Wahl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+magnetic+tips+for+spin-polarized+scanning+tunneling+microscopy+on+Fe1+yTe.">Preparation of magnetic tips for spin-polarized scanning tunneling microscopy on Fe1+yTe.</a> Physical Review B. 91 (16), 161111 (2015).</li><li>Chandra, S., Islam, A. K. M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+and+electronic+properties+of+PbO-type+FeSe1-xTex+(x=+0-1.0):+A+first-principles+study.">Elastic and electronic properties of PbO-type FeSe1-xTex (x= 0-1.0): A first-principles study.</a> ArXiv preprint. , (2010).</li></ol>

Toutes les opérations nécessaires pour déplacer les échantillons dans et à l’intérieur de la STM sont réalisées à l’aide de manipulateurs de bras. La STM est maintenue à basse température de l’azote liquide et de l’hélium liquide, et l’échantillon refroidi pendant au moins 12 h avant se rapproche. Cela permet à la température d’échantillon et microscope atteindre l’équilibre thermique. Pour isoler le bruit électrique et acoustique, la STM est placée dans une acoustique et la salle de radi...

Supraconductivité à haute température dans les cuprates et supraconducteurs à base de fer est un intrigant état quantique question1,2. Un défi majeur en supraconductivité de compréhension est la nature localement entrelacée dans différents États de la symétrie brisée, tels que l’électroniques phases nématique et smectique (qui casse les symétries de rotationnels et de translationnels des États électroniques), avec supraconductivité,3,4,5,6,7. Manipulation et tuning délibérée de ces États de la symétrie brisée est un objectif clé vers la compréhension et le contrôle de la supraconductivité.
Souche contrôlée, tant uniaxiale et biaxiale, est une technique bien établie pour accorder les États électroniques collectives dans la matière condensée systèmes8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22. Cette écoute propre, sans l’introduction du trouble par le biais de dopage chimique, est couramment utilisée dans différents types d’expériences pour syntoniser en vrac des propriétés électroniques23,24,25,26 . Par exemple, pression uniaxiale s’est avéré pour avoir un effet immense sur la supraconductivité dans Sr2RuO413 et cuprates27 et sur la structure, magnétique et les transitions de phase nématique de supraconducteurs à base de fer 10 , 14 , 28 , 29 et a été récemment démontrée dans les États topologiques de SmB624de syntonisation. Cependant, l’utilisation de la souche sensible à la surface de techniques, telles que la STM et spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), a été limitée au cultivés situ minces sur des substrats26,30. Le défi majeur souche s’appliquant au monocristaux dans les expériences de la surface sensible est la nécessité de s’attacher les échantillons tendues en ultravide (UHV). Dans ces dernières années, une direction alternative a été d’époxy un échantillon mince le piezo piles9,10,18,31 ou sur plaques avec différents coefficients de dilatation thermique19 ,,32. Pourtant dans les deux cas, l’amplitude de la tension appliquée est assez limité.
Nous démontrons l’utilisation de nouveaux uniaxiale-déformation mécanique qui permet aux chercheurs d’un échantillon (compression souche) sans contrainte de la souche et visualiser simultanément sa structure de surface à l’aide de la STM (voir Figure 1). À titre d’exemple, nous utilisons des monocristaux de Fe1 +yTe, où y = 0,10, le composé parent des supraconducteurs de chalcogénure fer (y est la concentration de fer excédentaire). Inférieure à TN = ~ 60 K, Fe1 +yTe transitions d’un état paramagnétique haute température dans un état antiferromagnétique basse température avec une bicollinear bande magnétique arrêté26,33 ,34 (voir la Figure 3 a, B). La transition magnétique est encore accompagnée une transition structurelle tétragonale monoclinique26,,35. L’ordre AFM dans le plan forme des domaines detwinned avec la structure de rotation pointant le long de la longue b-direction de la structure orthorhombique34. En visualisant l’ordre AFM avec spin polarisé STM, nous sonder la structure de domaine bidirectionnelle en contre-fort Fe1 +yTe échantillons et observer leur transition dans un seul domaine grand sous contrainte appliquée (voir le schéma en Figure 3 C-E). Ces expériences démontrent le succès tuning surface des cristaux simples en utilisant le dispositif de déformation uniaxiales présenté ici, le clivage de l’échantillon et l’imagerie simultanée de sa structure de surface avec le microscope à effet tunnel. La figure 1 montre les schémas et photos de l’appareil de sollicitations mécaniques.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:668px;" width="668">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Belleville spring disks</td>
			<td style="width:167px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fe(1.1)Te</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Single Crystal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">H20E</td>
			<td style="width:167px;">Epoxy Technology</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">H74F</td>
			<td style="width:167px;">Epoxy Technology</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micrometer screws</td>
			<td style="width:167px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stainless Steel sheets (416)</td>
			<td style="width:167px;">McMaster Carr</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualizing uniaxial-strain manipulation of antiferromagnetic domains in fe1+yte using a spin-polarized scanning tunneling microscope

La quête de comprendre les systèmes électroniques corrélés a repoussé les frontières des mesures expérimentales, pour mettre au point de nouvelles techniques expérimentales et des méthodologies. Ici, nous utilisons un roman maison construite uniaxial-souche dispositif intégré dans notre microscope à effet tunnel qui nous contrôlable manipuler dans le plan uniaxiale souche dans les échantillons et étudier leur réponse électronique à l’échelle atomique permet à température variable. En utilisant la microscopie à effet tunnel (STM) avec des techniques de rotation de la polarisation, nous visualisons antiferromagnétique (AFM) domaines et leur structure atomique dans Fe1 +yTe des échantillons, le composé parent de supraconducteurs à base de fer, et démontrer comment ces domaines répondent à contrainte uniaxiale appliquée. Nous observons le bidirectionnel domaines AFM dans l’échantillon contre-fort, avec une taille moyenne de domaine ~ 50-150 nm, effectuer une transition vers un seul domaine unidirectionnelle sous contrainte uniaxiale appliquée. Les constatations présentées ici ouvrent une nouvelle voie pour utiliser un paramètre d’optimisation précieux à STM, mais aussi d’autres techniques spectroscopiques, tous deux d’avoir écouté les propriétés électroniques que pour induire de symétrie dans les matériels systèmes quantiques.

Topographie de la STM ont été mesurés en mode courant constant avec un biais de point de consigne-12 MEV appliquée à l’échantillon et un point de consigne actuel de -1,5 nA recueillies sur la pointe. Conseils de PT-Ir ont été utilisés dans toutes les expériences. Pour obtenir STM spin polarisé, la pointe de microscope effet tunnel balayage doit être revêtue d’atomes magnétiques, qui peut être très difficile. Dans ce cas, d’étudier le Fe1 +y...

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Visualizing Uniaxial-strain Manipulation of Antiferromagnetic Domains in Fe1+YTe Using a Spin-polarized Scanning Tunneling Microscope

Visualisation de déformation uniaxiales Manipulation des domaines Antiferromagnétiques dans Fe1 +YTe utilisant une polarisation du Spin Scanning Tunneling Microscope

En utilisant la souche uniaxiale combiné avec spin polarisé de tunneling microscopie, nous visualisation et manipulation de la structure de domaine antiferromagnétique de Fe1 + yTe, le composé parent de supraconducteurs à base de fer.

The quest to understand correlated electronic systems has pushed the frontiers of experimental measurements toward the development of new experimental ...

Ce protocole est significatif parce qu’il s’agit d’une visualisation de l’intégration du dispositif uniaxial-souche avec microscopie tunneling à balayage. Il s’agit à la fois d’appliquer la souche et de visualiser la manipulation des domaines structurels de SDM. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet d’augmenter les quantités de contrainte puisqu’il s’agit d’un dispositif mécanique.Ses effets de surface peuvent être visualisés à l’aide de la microscopie tunneling à balayage. Dans les supraconducteurs à haute température en accordant et en manipulant délibérément les états de symétrie cassés, on peut contrôler et comprendre la supraconductivité. Ce processus peut être appliqué à n’importe quel matériau à condition qu’il s’agit d’un seul cristal et qu’il soit compatible SDM.Il ya beaucoup de tests de l’appareil pour déterminer la réponse de la mise en place à des conditions différentes, y compris la quantité de contrainte peut être atteint. C’est une expérience très difficile où la patience et la compréhension absolue de ce que vous faites est la clé. La démonstration visuelle de ce processus est essentielle, car elle donne un aperçu de la fabrication et de l’utilisation de l’appareil décrit avec SDM qui est un processus complexe.Pour commencer, démonter l’appareil en forme de U et le placer dans l’acétone. Nettoyez l’appareil, les vis de micromètre, les disques de ressort de Belleville et la plaque de base en les sonnant pendant 20 minutes. Ensuite, transférez-les en isopropanol et soniquez-les pendant 20 minutes supplémentaires.Une fois nettoyés, cuire les composants de l’appareil dans un four de 15 à 20 minutes pour se débarrasser de tout résidu d’eau et pour dégazer. Puis, à l’aide d’une lame de rasoir tranchante, couper l’échantillon de tellure de fer à un millimètre par deux millimètres par 0,1 millimètre de taille. Enfin, assemblez les pièces ensemble.L’ouverture à l’intérieur du u est d’un millimètre et peut être réglée plus petite ou grande par une paire de vis de micromètre situées sur les côtés de l’appareil. Dans deux plats séparés, mélanger l’époxy d’argent et l’époxy non conductrice selon les instructions sur les fiches de données époxy. Ensuite, appliquez une fine couche d’époxy d’argent pour créer un contact électrique et monter l’échantillon à travers l’espace d’un millimètre de sorte que son long axe est orienté le long de l’axe b de l’échantillon de tellurium de fer.Placer le porte-échantillon et l’échantillon dans un four à convection et cuire au four pendant 15 minutes pour guérir à nouveau l’époxy. Une fois l’échantillon refroidi, recouvrez ses deux côtés d’époxy non conductrice de sorte que l’échantillon soit fermement soutenu sur l’appareil. Ensuite, placez-le de nouveau dans le four pour guérir l’époxy.À l’aide d’un microscope optique, examiner la position de l’échantillon sous tous les angles pour vérifier l’alignement parallèle des côtés de l’échantillon avec l’écart. Avec tout ce qui est maintenant préparé, commencer à appliquer la souche compressive en tournant la vis micromètre 50 degrés tout en observant la surface de l’échantillon. Il ne doit pas y avoir de fissures ou de flexion de l’échantillon après l’application de la pression.Ensuite, vissez l’appareil dans la plaque de base. Une fois fixé, appliquez une fine couche d’époxy d’argent de la plaque de base sur l’appareil en forme de U pour créer un contact électrique entre l’échantillon et la plaque. Placer l’échantillon dans le four pour guérir l’époxy.Une fois refroidi, vérifiez le contact électrique à l’aide d’un multimètre. Ensuite, utilisez une fine couche d’époxy non conducteur pour coller un poteau en aluminium sur l’échantillon de sorte qu’il soit perpendiculaire au plan ab cleaving. Les poteaux doivent être de la même taille que l’échantillon.Lorsque le poteau est correctement positionné, cuire l’appareil assemblé jusqu’à ce que l’époxy soit durci. Tout d’abord, transférez l’appareil au microscope tunneling à balayage en le plaçant dans le quai de chargement du microscope tunneling à balayage sous vide ultra-élevé. À l’aide d’un manipulateur de bras, faire tomber le poteau en aluminium dans un vide ultra-élevé à température ambiante pour exposer une surface fraîchement fendée.Transférez immédiatement l’appareil in situ avec un autre ensemble de manipulateurs à la chambre de microscope tunneling à balayage, entrez dans la tête du microscope, qui a été refroidi à neuf degrés Calvin. Laissez l’échantillon refroidir à neuf degrés pendant la nuit avant d’effectuer les prochaines étapes et maintenez cette température pendant les expériences. Une fois que l’équilibre de température a été atteint, préparez les pointes d’iridium platine avant chaque expérience par émission sur le terrain sur une surface en cuivre une seule qui a été traitée avec plusieurs tours de pulvérisation et d’annealage.En utilisant la tension appliquée sur les matériaux électriques piezo dans le microscope, déplacer l’étape de l’échantillon pour s’aligner avec la pointe. Ensuite, approchez l’échantillon. Une fois que la pointe est à quelques angströms de l’échantillon et le courant tunnelant enregistre sur l’oscilloscope, il est prêt à prendre des topographes.Voici une image topographique à résolution atomique de 10 nanomètres d’un cristal unique en tellure de fer non tendu. La structure atomique observée correspond aux atomes de tellurium qui sont exposés après avoir fendu l’échantillon. La transformation 4DA de la topographie montre quatre pics pointus aux coins de l’image le long des directions a et b qui correspondent aux sommets atomiques de Bragg.Contrairement à la première image, cette image topographique montre un topographe obtenu avec une pointe magnétique. Des rayures unidirectionnelles avec une périodique de deux fois celle du treillis le long de l’axe sont observées. La transformation 4DA de ce topograph montre en plus des pics bragg, une nouvelle paire de pics satellites, correspondant à la moitié du moment de pointe Bragg et donc deux fois la longueur d’onde de l’espace réel.La nouvelle structure correspond à l’ordre de bande AFM des atomes de fer juste en dessous de la surface. Sur certaines parties de l’échantillon non tendu, il existe des limites de domaine jumelles où la structure cristalline avec l’axe b long et l’ordre de bande AFM qui l’accompagne tournent à 90 degrés. Ici, vous pouvez observer un topographe de 25 nanomètres d’une limite de domaine jumeau AFM.La transformation 4DA de cette région montre deux paires d’ordre AFM mises en évidence par des cercles verts et jaunes. Chaque domaine magnétique ne contribue qu’à une seule paire de pics dans la transformation 4DA. Pour l’échantillon tendu, un seul domaine peut être vu en raison de la pression uniaxiale appliquée à l’échantillon.Ici, une topographie à grande échelle est montrée couvrant une région totale d’environ 1,75 microns par 0,75 microns, ce qui est plus du double de la superficie totale étendue dans les échantillons non tendus. La transformation 4DA pour chaque topograph montre une seule paire de pics AFM indiquant seulement un seul domaine sur cet échantillon tendu. La chose la plus importante à considérer tout en essayant cette procédure est votre but ultime.Savoir pourquoi vous appliquez une souche uniaxiale devrait vous guider quant à l’orientation de l’échantillon et combien de souche à appliquer. Après cette procédure, un dispositif de contrainte pourrait également être intégré à d’autres techniques telles que la diffraction de rayon X, la diffusion élastique résonnante de rayon X, et la spectroscopie angulaire résolue de photoémission. SDM est une technique puissante qui permet de visualiser les électrons dans les matériaux quantiques.Et ce sont des matériaux qui sont très sensibles aux perturbations externes telles que la souche, de sorte que la souche uniaxiale intégrée technique SDM permettra de régler électroniquement ces matériaux et de visualiser la réponse à la souche dans le but ultime de comprendre la supraconductivité.

Research

JoVE Journal

Engineering

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