Name: visualizing uniaxial-strain manipulation of antiferromagnetic domains in fe1+yte using a spin-polarized scanning tunneling microscope
Uploaded: 2019-03-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Uniaxial-strain Manipulation of Antiferromagnetic Domains in Fe1+YTe Using a Spin-polarized Scanning Tunneling Microscope at JoVE.com

שליחויות מודה תמיכה מ ארה ב הלאומית למדע קרן (NSF) הקריירה תחת פרס לא. DMR-1654482. סינתזה של חומרים בוצע עם התמיכה של המענק ומרכז המדע הלאומית הפולנית לא 2011/01/B/ST3/00425.

הערה: הגוף בצורת U עשוי פלדת אל-חלד 416-כיתה, נוקשות, יש מקדם נמוך של הרחבה תרמי (CTE), μm/(m∙°C) ~9.9, לעומת ~17.3 μm/(m∙°C) נירוסטה 304-כיתה.
1. מכנית uniaxial-זן
<ol><li>לנקות את המכשיר בצורת פרסה, את הברגים מיקרומטר (1 – 72 תואם ל- 72 סבבים לאינץ), הדיסקים האביב בלוויל, ואת הבסיס על-ידי sonicating אותם בנפרד...

<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. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concepts+relating+magnetic+interactions,+intertwined+electronic+orders,+and+strongly+correlated+superconductivity.">Concepts relating magnetic interactions, intertwined electronic orders, and strongly correlated superconductivity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (44), 17623-17630 (2013).</li><li>Fernandes, R., Chubukov, A., Schmalian, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+drives+nematic+order+in+iron-based+superconductors.">What drives nematic order in iron-based superconductors.</a> Nature Physics. 10 (2), 97 (2014).</li><li>Fradkin, E., Kivelson, S. A., Tranquada, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Colloquium:+Theory+of+intertwined+orders+in+high+temperature+superconductors.">Colloquium: Theory of intertwined orders in high temperature superconductors.</a> Reviews of Modern Physics. 87 (2), 457 (2015).</li><li>Stillwell, E., Skove, M., Davis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+&#8220;Whisker&#8221;+Straining+Devices+Suitable+for+Low+Temperatures.">Two &#8220;Whisker&#8221; Straining Devices Suitable for Low Temperatures.</a> Review of Scientific Instruments. 39 (2), 155-157 (1968).</li><li>Shayegan, 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=Low-temperature,+in+situ+tunable,+uniaxial+stress+measurements+in+semiconductors+using+a+piezoelectric+actuator.">Low-temperature, in situ tunable, uniaxial stress measurements in semiconductors using a piezoelectric actuator.</a> Applied Physics Letters. 83 (25), 5235-5237 (2003).</li><li>Chu, J. -. H., Kuo, H. -. H., Analytis, J. G., 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=Divergent+nematic+susceptibility+in+an+iron+arsenide+superconductor.">Divergent nematic susceptibility in an iron arsenide superconductor.</a> Science. 337 (6095), 710-712 (2012).</li><li>Song, 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=Uniaxial+pressure+effect+on+structural+and+magnetic+phase+transitions+in+NaFeAs+and+its+comparison+with+as-grown+and+annealed+BaFe2As2.">Uniaxial pressure effect on structural and magnetic phase transitions in NaFeAs and its comparison with as-grown and annealed BaFe2As2.</a> Physical Review B. 87 (18), 184511 (2013).</li><li>Allan, M. 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. D., Haghighirad, A. A., Rhodes, L. C., Hoesch, M., Kim, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+anisotropies+revealed+by+detwinned+angle-resolved+photo-emission+spectroscopy+measurements+of+FeSe.">Electronic anisotropies revealed by detwinned angle-resolved photo-emission spectroscopy measurements of FeSe.</a> New Journal of Physics. 19 (10), 103021 (2017).</li><li>Iida, K., 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+T+c+dependence+for+strained+epitaxial+Ba(Fe1-xCox)2As2+thin+films.">Strong T c dependence for strained epitaxial Ba(Fe1-xCox)2As2 thin films.</a> Applied Physics Letters. 95 (19), 192501 (2009).</li><li>Stern, A., Dzero, M., Galitski, V., Fisk, Z., Xia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-dominated+conduction+up+to+240+K+in+the+Kondo+insulator+SmB+6+under+strain.">Surface-dominated conduction up to 240 K in the Kondo insulator SmB 6 under strain.</a> Nature Materials. 16 (7), 708-711 (2017).</li><li>Iida, K., 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=Hall-plot+of+the+phase+diagram+for+Ba(Fe1&#8722;xCox)2As2.">Hall-plot of the phase diagram for Ba(Fe1&#8722;xCox)2As2.</a> Scientific Reports. 6, 28390 (2016).</li><li>H&#228;nke, T., 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=Reorientation+of+the+diagonal+double-stripe+spin+structure+at+Fe1+yTe+bulk+and+thin-film+surfaces.">Reorientation of the diagonal double-stripe spin structure at Fe1+yTe bulk and thin-film surfaces.</a> Nature Communications. 8, 13939 (2017).</li><li>Takeshita, N., Sasagawa, T., Sugioka, T., Tokura, Y., Takagi, H. 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>

כל הפעולות הנדרשות כדי להזיז את הדגימות לתוך פנימה את ה-STM מתבצעות באמצעות ערכות של הזרוע סימולטורי. ה-STM נשמר בטמפרטורות נמוכות על-ידי חנקן נוזלי ו הליום נוזלי, המדגם יירגע במשך לפחות 12 שעות לפני להיות התקרב. דבר זה מאפשר הטמפרטורה ולדגום מיקרוסקופ להגיע שיווי משקל תרמי. כדי לבודד רעש חשמלי...

מוליכות-על טמפרטורות גבוהות ב cuprates ו superconductors מבוססות ברזל היא מדינה מרתקת של הקוונטים חומר1,2. אתגר ההבנה למוליכות-על זה האופי שזורים זה בזה באופן מקומי של המדינות השונות סימטריה שבורה, כגון אלקטרונית nematic ו- smectic שלבים, (לשבור סימטריות הסיבוב והתרגום של הברית אלקטרוניים), עם מוליכות-על3,4,5,6,7. מניפולציה מכוונת כוונון של מדינות אלה סימטריה שבורה היא מטרת מפתח לקראת הבנה ושליטה מוליכות-.
זן מבוקרת, הן uniaxial והן biaxial, היא טכניקה ומבוססת לכוון הברית אלקטרונית קולקטיבית מעובה מערכות8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22. זה כוונון נקי, בלי כניסתה של הפרעה באמצעות סמים כימיים, הוא נפוץ בסוגים שונים של ניסויים לכוון בצובר תכונות אלקטרוניות23,24,25,26 . לדוגמה, לחץ uniaxial הוכיח את יש השפעה עצומה על מוליכות Sr2RuO413 ו- cuprates27 וכן על מבנה, מגנטי, ומעברי פאזה nematic של superconductors מבוססות ברזל 10 , 14 , 28 , 29 ולא הודגם לאחרונה ב כוונון ארצות טופולוגי של SmB624. עם זאת, השימוש של זן טכניקות משטח רגיש, כגון ה-STM וספקטרוסקופיה נפתרה-זווית photoemission (ARPES), כבר מוגבל בתוך תוצרת באתרו סרטים רזה על מצעים תואמים26,30. האתגר העיקרי עם החלת זן יחיד קריסטלים בניסויים על משטח רגיש הוא בצורך קליב הדגימות מאומצות בואקום על קוליים (UHV). בשנים האחרונות, כיוון חלופי כבר כדי אפוקסי מדגם דק piezo ערימות9,10,18,31 או על צלחות עם המקדמים שונים של הרחבה תרמי19 ,32. ובכל זאת בשני המקרים, סדר הגודל של המתח יישומית הוא מוגבל מאוד.
כאן אנחנו מדגימים את השימוש הרומן uniaxial-זן מכנית זה מאפשר לחוקרים זן מדגם (זן compressive) ללא הגבלות והמחש בו-זמנית מבנהו השטח באמצעות ה-STM (ראה איור 1). לדוגמה, אנו משתמשים גבישים יחיד של Fe1 +yTe, שבו y = 0.10, למתחם של האב superconductors chalcogenide הברזל (y הוא ריכוז עודפי ברזל). להלן TN = K ~ 60, Fe1 +yTe מעברים ממצב פאראמגנטיים טמפרטורה גבוהה למצב antiferromagnetic בטמפרטורה נמוכה עם bicollinear פס מגנטי סדר26,33 ,34 (ראה איור 3 א, ב'). המעבר מגנטי נוסף מלווה מעבר מבנית מ הטטרגונלית כדי המונוקלינית26,35. סדר AFM בתוך המטוס טפסים תחומים detwinned עם המבנה ספין הצבעה לאורך זמן b-כיוון מבנה האורתורומבית34. דמיין את סדר AFM עם ספין-מקוטב STM, אנחנו לחקור את מבנה תחום דו-כיווני בדגימות unstrained Fe1 +yTe ולבחון את המעבר שלהם לתוך מחשבים גדולה יחיד בלחץ יישומית (ראה התרשים ב- איור 3 ג-E). ניסויים אלה מראים כוונון משטח מוצלחת של הקריסטלים יחיד באמצעות המכשיר uniaxial-זן המובאים כאן, הכמיהה של המדגם, ההדמיה סימולטני של מבנהו משטח עם מיקרוסקופ מינהור סריקה. איור 1 מציג את סכמטית ציורים ותמונות של המכשיר מאמץ מכני.

<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

המסע להבין מערכות אלקטרוניות מתואם דחף את גבולות מדידות ניסיוני לקראת הפיתוח של שיטות וטכניקות ניסיוני חדש. כאן נשתמש הרומן בנוי הבית uniaxial-זן מכשיר משולב לתוך הטמפרטורה משתנה מיקרוסקופ מינהור המאפשרת לנו מכאנית ופיקודית לתמרן בתוך המטוס זן uniaxial דגימות, לחקור את תגובתם אלקטרונית את המשקל האטומי סורק. באמצעות סריקת מיקרוסקופ מינהור מנהור עם טכניקות ספין-קיטוב, עלינו לדמיין antiferromagnetic תחומים (AFM) ומבנה האטום שלהם בדגימות Fe1 +yTe, למתחם של האב מבוססות ברזל superconductors, ו מדגימים כיצד תחומים אלה מגיבים יישומית זן uniaxial. נתבונן הדו-כיווני של AFM תחומים בדוגמת unstrained, עם גודל ממוצע התחום של ~ 50-150 nm, המעבר חזרה מחשבים חד כיווני בודדת בלחץ uniaxial יישומית. הממצאים שהוצגו כאן פתח כיוון חדש כדי לנצל את פרמטר הכוונון יקר ב- STM, כמו גם טכניקות אחרות ספקטרוסקופיות, הן עבור כוונון המאפיינים אלקטרוניים עבור גרימת סימטריה שבירת במערכות גשמי קוונטית.

Topographs ה-STM נמדדו מתמדת במצב הנוכחי עם דעה קדומה setpoint של תהליך-12 שהוחלה על הדגימה ועל setpoint של נה הנוכחי של-1.5 שנאסף על הטיפ. טיפים Pt-Ir שימשו כל הניסויים. כדי להשיג STM מקוטב-ספין, הטיפ מיקרוסקופ מינהור סריקה צריך להיות מצופה עם אטומים מגנטי, אשר יכול להיות די מאתגר. במקרה זה של ה?...

Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Uniaxial-strain Manipulation of Antiferromagnetic Domains in Fe1+YTe Using a Spin-polarized Scanning Tunneling Microscope at JoVE.com

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

להמחיש Uniaxial-זן מניפולציה של תחומים Antiferromagnetic ב Fe1 +YTe באמצעות מקוטב-ספין סריקתה מיקרוסקופ מינהור

באמצעות זן uniaxial בשילוב עם ספין-מקוטב מיקרוסקופ מינהור סריקה, אנו לדמיין במבנם antiferromagnetic תחום של Fe1 + yטה, למתחם של האב מבוססות ברזל superconductors.

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

פרוטוקול זה הוא משמעותי מכיוון שהוא הדמיה של שילוב של התקן זן uniaxial עם מיקרוסקופיה מינהור סריקה. זה כרוך הן החלת המתח לדמיין את המניפולציה של תחומים מבניים ב- SDM. היתרון העיקרי של טכניקה זו היא שהיא מאפשרת כמויות מוגברות של מאמץ שכן הוא מכשיר מכני.זה אפקטים פני השטח הם מסוגלים להיות חזותיים באמצעות סריקת מיקרוסקופיה מינהור. במוליכי-על בטמפרטורה גבוהה על-ידי כוונון מכוון ותמרון מכוון של מצבי סימטריה שבורים, ניתן לשלוט ולהבין מוליכות-על. ניתן להחיל תהליך זה על כל חומר בתנאי שהוא גביש יחיד והוא תואם SDM.יש הרבה בדיקות מכשיר כדי לקבוע את התגובה של ההתקנה לתנאים משתנים כולל כמה זן ניתן להשיג. זהו ניסוי מאתגר מאוד שבו סבלנות והבנה מוחלטת של מה שאתה עושה הוא המפתח. הדגמה חזותית של תהליך זה היא קריטית, כפי שהוא נותן תובנה לתוך ביצוע ושימוש במכשיר המתואר עם SDM שהוא תהליך מורכב.כדי להתחיל, לפרק את המכשיר בצורת U ולמקום אותו לתוך אצטון. נקה את המכשיר, את בורגי המיקרומטר, את דיסקי האביב של בלוויל ואת לוחית הבסיס על-ידי ניקוים למשך 20 דקות. לאחר מכן, להעביר אותם לתוך isopropanol ו sonicate אותם במשך 20 דקות נוספות.לאחר הניקוי, אופים את רכיבי המכשיר בתנור במשך 15 עד 20 דקות כדי להיפטר משאריות מים ולדגה. לאחר מכן, באמצעות סכין גילוח חד, לחתוך את דגימת טלוריום ברזל למילימטר אחד על ידי שני מילימטרים על ידי 0.1 מילימטרים בגודל. לבסוף, להרכיב את החלקים יחד.הפתח בתוך u הוא מילימטר אחד והוא יכול להיות מכוון קטן או גדול על ידי זוג ברגים מיקרומטר הממוקם בצידי המכשיר. בשתי מנות נפרדות, מערבבים אפוקסי כסף ואפוקסי לא מוליך בהתאם להוראות על גיליונות הנתונים אפוקסי. לאחר מכן, להחיל שכבה דקה של אפוקסי כסף כדי ליצור מגע חשמלי ולהוות את המדגם על פני פער מילימטר אחד, כך הציר הארוך שלה מכוונת לאורך ציר b של מדגם טלוריום ברזל.מניחים את מחזיק הדגימה ודגום לתוך תנור הסעה ואופים אותם במשך 15 דקות כדי לרפא שוב את אפוקסי. לאחר שהדגימה התקררה, מכסים את שני הצדדים שלה באפוקסי לא מוליך, כך שהדגימה נתמכת היטב במכשיר. לאחר מכן, מניחים אותו בחזרה לתנור כדי לרפא את אפוקסי.באמצעות מיקרוסקופ אופטי, לבחון את המיקום של המדגם מכל הזוויות כדי לבדוק יישור מקביל של הצדדים של המדגם עם הפער. עם הכל מוכן עכשיו, להתחיל להחיל זן דחיסה על ידי סיבוב בורג מיקרומטר 50 מעלות תוך התבוננות פני השטח של המדגם. לא צריך להיות סדקים או כיפוף של המדגם לאחר הלחץ מוחל.לאחר מכן, בורג את המכשיר לתוך לוחית הבסיס. לאחר הבטחה, להחיל שכבה דקה של אפוקסי כסף מצלחת הבסיס על המכשיר בצורת u כדי ליצור מגע חשמלי בין המדגם ואת הצלחת. מניחים את הדגימה לתנור כדי לרפא את אפוקסי.לאחר הקירור, בדוק את המגע החשמלי באמצעות מולטימטר. לאחר מכן, השתמש בשכבה דקה של אפוקסי שאינו מולח כדי להדביק מוט אלומיניום על המדגם, כך שהוא ניצב למישור ab cleaving. ההצבות צריכות להיות באותו גודל כמו המדגם.כאשר הפוסט ממוקם כראוי, אופים את המכשיר שהורכב עד שהאפוקסי נרפא. ראשית, להעביר את המכשיר למיקרוסקופ מינהור סריקה על ידי הצבתו לתוך רציף הטעינה של הטמפרטורה המשתנה, מיקרוסקופ מינהור סריקת ואקום גבוה במיוחד. באמצעות מניפולטור זרוע, לדפוק את תיבת האלומיניום בוואקום גבוה במיוחד בטמפרטורת החדר כדי לחשוף משטח מחשוף טרי.מיד להעביר את המכשיר במקום עם קבוצה אחרת של מניפולטורים לתא מיקרוסקופ מינהור סריקה, להיכנס לראש מיקרוסקופ, אשר כבר מקורר עד תשע מעלות קלווין. אפשר לדגימה להתקרר לתשע מעלות במהלך הלילה לפני ביצוע השלבים הבאים ולשמור על טמפרטורה זו במהלך הניסויים. לאחר שיווי המשקל הטמפרטורה הושג, להכין את טיפים אירידיום פלטינה לפני כל ניסוי על ידי פליטת שדה על משטח אחד אחד נחושת כי טופלה עם כמה סיבובים של sputtering ו חישול.באמצעות המתח המוחל על החומרים החשמליים של הפיזו במיקרוסקופ, הזז את שלב הדגימה כדי להתיישר עם הקצה. אז התקרב לדוגמה. ברגע שהטיפ נמצא במרחק של כמה אנגסטרום מהדגימה והרישום הנוכחי של המנהור על האוסצילוסקופ, הוא מוכן לקחת תולוגרפיות.הנה תמונה טופוגרפית ברזולוציה אטומית של 10 ננומטר של גביש יחיד ללא מעצורים מברזל. המבנה האטומי שנראה תואם את אטומי התלמוד שנחשפו לאחר סליפת הדגימה. שינוי 4DA של הטופוגרפיה מראה ארבע פסגות חדות בפינות התמונה לאורך כיווני a ו- b התואמים לפסגות בראג האטומיות.בניגוד לתמונה הראשונה, תמונה טופוגרפית זו מציגה טופוגרף שהושג עם קצה מגנטי. פסים חד כיווניים עם מחזוריות של כפול מזה של הסריג לאורך הציר נצפו. הטרנספורמציה 4DA של הדף הזה מראה בנוסף לפסגות בראג, זוג חדש של פסגות לווין, המתאים חצי רגע השיא בראג ולכן פעמיים את אורך הגל בחלל האמיתי.המבנה החדש תואם את סדר פס AFM של אטומי הברזל ממש מתחת לפני השטח. בחלקים מסוימים של גבולות הדומיין התאומים ללא הגבלה קיימים היכן שמבנה הגביש עם ציר b הארוך וסדר הפסים הנלווה של AFM מסתובבים ב-90 מעלות. כאן אתה יכול לצפות 25 ננומטר topograph של גבול תחום תאום AFM.המרה 4DA של אזור זה מראה שני זוגות של סדר AFM מודגש על ידי עיגולים ירוקים וצהובים. כל תחום מגנטי תורם רק זוג אחד של הפסגות בהמרת 4DA. עבור המדגם המתוח, ניתן לראות רק תחום אחד בודד כתוצאה מהלחץ החד-אקסיאלי המוחל על המדגם.כאן, טופוגרפיה בקנה מידה גדול מוצג פורש אזור כולל של כ 1.75 מיקרון על ידי 0.75 מיקרון שהוא יותר מכפול השטח הכולל משתרע על פני דגימות ללא מעצורים. המרת 4DA עבור כל גרף מציגה רק זוג אחד של פסגות AFM המציין רק תחום אחד בדגימה מתוחה זו. הדבר החשוב ביותר שיש לקחת בחשבון בעת ניסיון הליך זה היא המטרה הסופית שלך.לדעת למה אתה מחיל זן uniaxial צריך להדריך אותך לגבי כיוון המדגם וכמה מאמץ ליישם. בעקבות הליך זה, התקן זן יכול להיות משולב גם עם טכניקות אחרות כגון דיפראקציה רנטגן, פיזור רנטגן אלסטי תהודה, ספקטרוסקופיית פוטו-קרן זוויתית נפתרה. SDM היא טכניקה רבת עוצמה המאפשרת להמחיש אלקטרונים בחומרים קוונטיים.ואלה חומרים רגישים מאוד לתהפוכות חיצוניות כגון זן, כך טכניקת SDM משולבת זן uniaxial יאפשר אחד לכוון אלקטרונית חומרים אלה לדמיין את התגובה למתח עם המטרה הסופית של הבנת מוליכות העל.

Research

JoVE Journal

Engineering

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

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

ספקטרוסקופיה קיבוליות חד אלקטרונים סורקות-בדיקה

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

המצאה של השער-מתכונן התקני גראפן לסריקה מיקרוסקופית מנהור מחקרים עם זיהומים קולון

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Visualizing Hyporheic Flow Through Bedforms Using Dye Experiments and Simulation

חזותי Hyporheic לזרום דרך Bedforms שימוש ניסויי דיי וסימולציה

Advective exchange between the pore space of sediments and the overlying water column, called hyporheic exchange in fluvial environments, drives solute ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

אפיון מקיף של פגמים מורחבים סמיקונדקטור חומרים על ידי מיקרוסקופ סורק האלקטרוני

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

Probing C84-embedded Si Substrate Using Scanning Probe Microscopy and Molecular Dynamics

גשוש C<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded Si המצע באמצעות סריקת בדיקה מיקרוסקופית דינאמיקה מולקולארית

This paper reports an array-designed C84-embedded Si substrate fabricated using a controlled self-assembly method in an ultra-high vacuum chamber. The ...

Hand Controlled Manipulation of Single Molecules via a Scanning Probe Microscope with a 3D Virtual Reality Interface

יד מבוקרת מניפולציה של יחיד מולקולות באמצעות סריקת הבדיקה במיקרוסקופ עם ממשק מציאות 3D Virtual

Considering organic molecules as the functional building blocks of future nanoscale technology, the question of how to arrange and assemble such building ...

Studying Dynamic Processes of Nano-sized Objects in Liquid using Scanning Transmission Electron Microscopy

לימוד תהליכים דינמיים של אובייקטים בגודל ננו בנוזל באמצעות מיקרוסקופי אלקטרוני סריקת הילוכים

Samples fully embedded in liquid can be studied at a nanoscale spatial resolution with Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) using a ...

Scanning SQUID Study of Vortex Manipulation by Local Contact

סריקת לימוד SQUID של מניפולציה וורטקס ידי לתקשר מקומי

Local, deterministic manipulation of individual vortices in type 2 superconductors is challenging. The ability to control the position of individual ...

Precision Milling of Carbon Nanotube Forests Using Low Pressure Scanning Electron Microscopy

כרסום Precision של יערות Nanotube הפחמן באמצעות סריקה בלחץ נמוך למיקרוסקופיה אלקטרונית

A nanoscale fabrication technique appropriate for milling carbon nanotube (CNT) forests is described. The technique utilizes an environmental scanning ...

Demonstration of a Hyperlens-integrated Microscope and Super-resolution Imaging

הפגנה של מיקרוסקופ משולבת Hyperlens וכן הדמיה ברזולוציה סופר

The use of super-resolution imaging to overcome the diffraction limit of conventional microscopy has attracted the interest of researchers in biology and ...