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

पीए ने अमेरिका के नेशनल साइंस फाउंडेशन (एनएसएफ) के कैरियर से पुरस्कार सं. DMR-१६५४४८२. सामग्री संश्लेषण पोलिश राष्ट्रीय विज्ञान केंद्र अनुदान सं 2011/01/B/ST3/00425 के समर्थन के साथ किया गया था ।

नोट: यू के आकार का शरीर ४१६-ग्रेड स्टेनलेस स्टील, जो कड़ा है से बना है और थर्मल विस्तार (CTE), ~ ९.९ μm/(एम ∙ डिग्री सेल्सियस) के एक कम गुणांक है, के रूप में ३०४ ग्रेड स्टेनलेस स्टील के लिए ~ १७.३ μm/(एम ∙ डिग्री सेल्सि?...

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	<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. 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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. 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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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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>

सभी आपरेशनों में और एसटीएम के अंदर नमूने ले जाने के लिए आवश्यक हाथ manipulators के सेट का उपयोग कर बाहर किया जाता है । STM तरल नाइट्रोजन और तरल हीलियम द्वारा कम तापमान पर बनाए रखा है, और नमूना संपर्क किया जा रहा से प...

cuprates और आयरन आधारित अतिचालकता में उच्च तापमान अतिचालकता क्वांटम बात1,2की एक पेचीदा स्थिति है । अतिचालकता को समझने में एक बड़ी चुनौती स्थानीय रूप से विभिन्न टूटे सममिति राज्यों के intertwined प्रकृति है, जैसे इलेक्ट्रॉनिक नेमैटिक और स्कांटिक चरणों (इलेक्ट्रॉनिक राज्यों की कि तोड़ घूर्णी और शोधों सममिताओं), के साथ अतिचालकता3,4,5,6,7. हेरफेर और इन टूटी हुई समरूपता राज्यों के जानबूझकर ट्यूनिंग समझ और अतिचालकता को नियंत्रित करने की ओर एक महत्वपूर्ण उद्देश्य है ।
नियंत्रित तनाव, दोनों यूनिअक्षीय और द्विअक्षीय, गाढ़ा पदार्थ सिस्टम में सामूहिक इलेक्ट्रॉनिक राज्यों धुन करने के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित तकनीक है8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22. यह साफ ट्यूनिंग, रासायनिक डोपिंग के माध्यम से विकार की शुरुआत के बिना, सामांयतः प्रयोग के विभिंन प्रकार में इस्तेमाल किया जाता है धुन थोक इलेक्ट्रॉनिक गुण23,24,25,26 . उदाहरण के लिए, यूनिअक्षीय दबाव Sr2ruo413 और cuprates में अतिचालकता पर एक विशाल प्रभाव साबित कर दिया है27 और संरचनात्मक, चुंबकीय, और लोहा आधारित अतिचालक के नेमैटिक चरण संक्रमण पर 10 , 14 , 28 , 29 और हाल ही में SmB624के सांस्थितिक राज्यों ट्यूनिंग में प्रदर्शन किया गया था । तथापि, सतही-संवेदी तकनीकों, जैसे एसटीएम और एंगल-प्रोटेक्टेड फोटोउत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एआरपीएस) में तनाव का उपयोग बेमेल सबस्ट्रेट्स26,30पर स्वस्थाने विकसित पतली फिल्मों तक सीमित कर दिया गया है । सतह के प्रति संवेदनशील प्रयोगों में एकल क्रिस्टल के लिए तनाव लागू करने के साथ प्रमुख चुनौती ultrahigh वैक्यूम (UHV) में तनावपूर्ण नमूनों को सट करने की जरूरत है । पिछले कुछ वर्षों में, एक वैकल्पिक दिशा के लिए किया गया है epoxy एक पतली नमूना पीजो पर ढेर9,10,18,31 या प्लेट पर थर्मल विस्तार के विभिन्न गुणांक के साथ19 ,३२. अभी तक दोनों ही मामलों में, लागू तनाव की भयावहता काफी सीमित है ।
यहां हम एक उपंयास यांत्रिक uniaxial-तनाव उपकरण है कि शोधकर्ताओं के दबाव के लिए एक नमूना (दबाव तनाव) तनाव के बिना की अनुमति देता है और साथ ही इसके भूतल संरचना STM का उपयोग कर कल्पना ( चित्रा 1देखें) के उपयोग का प्रदर्शन । एक उदाहरण के रूप में, हम Fe1 +yTe, जहां y = ०.१०, आयरन chalcogenide अतिचालक के मूल यौगिक (y अतिरिक्त आयरन एकाग्रता है) के एकल क्रिस्टल का उपयोग करें । नीचे TN = ~ ६० K, Fe1 +yते एक उच्च तापमान अनुचुंबकीय राज्य से एक कम तापमान प्रतिलोहचुंबकीय राज्य में एक bicollinear धारी चुंबकीय आदेश के साथ संक्रमण26,३३ ,३४ ( चित्र 3a, Bदेखें) । चुंबकीय संक्रमण आगे द्विसमकोणीय से मोनोक्लिनिक26,३५के संरचनात्मक संक्रमण के साथ है । में विमान afm आदेश स्पिन संरचना विषमलंबाक्ष संरचना३४की लंबी बी दिशा के साथ ओर इशारा करते के साथ detwinned डोमेन रूपों । स्पिन के साथ afm आदेश visualizing-एसटीएम polarized द्वारा, हम सहज Fe1 +yते नमूनों में द्विदिश डोमेन संरचना की जांच और लागू तनाव के तहत एक बड़े डोमेन में अपने संक्रमण का निरीक्षण (में योजनाबद्ध देखें चित्र 3C-E) । इन प्रयोगों के सफल सतह ट्यूनिंग के एकल क्रिस्टल का उपयोग कर यूनिअक्षीय-तनाव यहां प्रस्तुत डिवाइस, नमूना की cleaving, और स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप के साथ इसकी सतह संरचना का एक साथ इमेजिंग दिखा । चित्रा 1 योजनाबद्ध चित्र और यांत्रिक तनाव डिवाइस के चित्रों से पता चलता है.

<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

खोज को सहसंबद्ध इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों को समझने की नई प्रायोगिक तकनीकों और तरीकों के विकास की ओर प्रयोगात्मक माप की सीमाओं को धक्का दिया है । यहां हम एक उपंयास घर का उपयोग करें-यूनिअक्षीय-तनाव हमारे चर तापमान में एकीकृत उपकरण सुरंग का इस्तेमाल कर रहे है कि हम controllably नमूनों में विमान यूनिअक्षीय तनाव में हेरफेर और परमाणु पैमाने पर उनकी इलेक्ट्रॉनिक प्रतिक्रिया की जांच करने के लिए सक्षम बनाता है स्कैनिंग । स्पिन ध्रुवीकरण तकनीकों के साथ स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसटीएम) का उपयोग करना, हम प्रतिलोहचुंबकीय (AFM) डोमेन और Fe1 +yते नमूनों में उनकी परमाणु संरचना की कल्पना, आयरन आधारित superconductors के मूल यौगिक, और प्रदर्शन कैसे इन डोमेन लागू यूनिअक्षीय तनाव का जवाब । हम सहज नमूना में द्विदिश afm डोमेन का निरीक्षण, ~ 50-150 एनएम के एक औसत डोमेन आकार के साथ, एक एकल यूनिडायरेक्शनल डोमेन में संक्रमण के लिए लागू यूनिअक्षीय तनाव के तहत । निष्कर्ष यहां प्रस्तुत एक नई दिशा STM में एक मूल्यवान ट्यूनिंग पैरामीटर का उपयोग करने के लिए, साथ ही साथ अंय स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक, दोनों के रूप में इलेक्ट्रॉनिक संपत्तियों ट्यूनिंग के लिए क्वांटम सामग्री सिस्टम में तोड़ने समरूपता के लिए के रूप में ।

STM स्थलाकृति के एक सेटपॉइंट पूर्वाग्रह के साथ स्थिर वर्तमान मोड में मापा गया-12 meV नमूना और टिप पर एकत्र की-१.५ nA के एक सेटपॉइंट चालू करने के लिए लागू किया गया । पीटी-आईआर युक्तियां सभी प्रयोगों ?...

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

एक स्पिन-polarized स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हुए Fe1 +Yमें एंटीफर्मचुंबकीय डोमेन के यूनिअक्षीय विकृति हेरफेर visualizing

स्पिन-polarized स्कैनिंग टनेलिंग माइक्रोस्कोपी के साथ संयुक्त यूनिअक्षीय तनाव का उपयोग करना, हम कल्पना और Fe1 + yते, आयरन आधारित superconductors के मूल यौगिक के एंटीफेररोचुंबकीय डोमेन संरचना में हेरफेर ।

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

यह प्रोटोकॉल महत्वपूर्ण है क्योंकि यह स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोपी के साथ एकीय-तनाव डिवाइस के एकीकरण का एक दृश्य है। इसमें एसडीएम में संरचनात्मक डोमेन के हेरफेर को लागू करना और कल्पना करना दोनों शामिल है। इस तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि यह तनाव की बढ़ी हुई मात्रा के लिए अनुमति देता है क्योंकि यह एक यांत्रिक उपकरण है।यह सतह प्रभाव स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके कल्पना करने में सक्षम हैं। उच्च तापमान सुपरकंडक्टरों में जानबूझकर ट्यूनिंग और टूटी हुई समरूपता राज्यों में हेरफेर करके, कोई भी सुपरकंडक्टिविटी को नियंत्रित और समझ सकता है। इस प्रक्रिया को किसी भी सामग्री पर लागू किया जा सकता है बशर्ते कि यह एक क्रिस्टल हो और यह एसडीएम-संगत हो।कितना तनाव प्राप्त किया जा सकता है सहित अलग-अलग स्थितियों के लिए सेट-अप की प्रतिक्रिया निर्धारित करने के लिए डिवाइस परीक्षण का एक बहुत कुछ है। यह एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण प्रयोग है जहां धैर्य और आप क्या कर रहे है की पूर्ण समझ महत्वपूर्ण है । इस प्रक्रिया का दृश्य प्रदर्शन महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एसडीएम के साथ वर्णित डिवाइस बनाने और उपयोग करने में अंतर्दृष्टि देता है जो एक जटिल प्रक्रिया है।शुरू करने के लिए, यू के आकार के उपकरण को अलग करें और इसे एसीटोन में रखें। डिवाइस, माइक्रोमीटर शिकंजा, बेलेविल स्प्रिंग डिस्क, और बेस प्लेट को 20 मिनट के लिए सोनिक करके साफ करें। फिर, उन्हें आइसोप्रोपेनॉल में स्थानांतरित करें और उन्हें अतिरिक्त 20 मिनट के लिए सोनिकेट करें।एक बार साफ होने के बाद, किसी भी पानी के अवशेषों से छुटकारा पाने और डेगास करने के लिए डिवाइस के घटकों को 15 से 20 मिनट के लिए ओवन में बेक करें। फिर, एक तेज रेजर ब्लेड का उपयोग करके, लोहे के टेल्यूरियम नमूने को आकार में 0.1 मिलीमीटर तक दो मिलीमीटर तक एक मिलीमीटर तक काटें। अंत में, भागों को एक साथ इकट्ठा करें।यू के अंदर खोलने एक मिलीमीटर है और छोटे या बड़े डिवाइस के किनारों पर स्थित माइक्रोमीटर शिकंजा की एक जोड़ी द्वारा देखते जा सकते हैं । दो अलग-अलग व्यंजनों में, एपॉक्सी डेटा शीट्स पर दिए गए निर्देशों के अनुसार चांदी के एपॉक्सी और गैर-प्रवाहकीय एपॉक्सी को मिलाएं। फिर, एक विद्युत संपर्क बनाने के लिए चांदी के एपॉक्सी की एक पतली परत लागू करें और एक मिलीमीटर के अंतर में नमूना माउंट करें ताकि इसकी लंबी धुरी लोहे के टेल्यूरियम नमूने की बी धुरी के साथ उन्मुख हो।नमूना धारक और नमूना को एक संवहन ओवन में रखें और एपॉक्सी को फिर से ठीक करने के लिए उन्हें 15 मिनट के लिए बेक करें। एक बार नमूना ठंडा हो जाने के बाद, अपने दोनों पक्षों को गैर-प्रवाहकीय एपॉक्सी के साथ कवर करें ताकि नमूना डिवाइस पर दृढ़ता से समर्थित हो। फिर, एपॉक्सी का इलाज करने के लिए इसे वापस ओवन में रखें।ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके, अंतर के साथ नमूने के पक्षों के समानांतर संरेखण की जांच करने के लिए सभी कोणों से नमूने की स्थिति की जांच करें। अब तैयार सब कुछ के साथ, नमूने की सतह को देखते हुए माइक्रोमीटर स्क्रू 50 डिग्री घुमाकर कंप्रेसिव स्ट्रेन लागू करना शुरू करें। दबाव लागू होने के बाद सैंपल में कोई दरार या झुकने की जरूरत नहीं होनी चाहिए।इसके बाद, डिवाइस को बेस प्लेट में स्क्रू करें। एक बार सुरक्षित होने के बाद, नमूना और प्लेट के बीच विद्युत संपर्क बनाने के लिए यू-आकार के डिवाइस पर बेस प्लेट से चांदी के एपॉक्सी की एक पतली परत लागू करें। एपॉक्सी का इलाज करने के लिए नमूने को ओवन में रखें।एक बार ठंडा होने के बाद, मल्टीमीटर का उपयोग करके विद्युत संपर्क की जांच करें। फिर, नमूने पर एक एल्यूमीनियम पोस्ट गोंद के लिए गैर-संचालन एपॉक्सी की एक पतली परत का उपयोग करें ताकि यह एबी क्लीविंग विमान के लंबवत हो। पदों के नमूने के रूप में एक ही आकार होना चाहिए।जब पोस्ट सही ढंग से तैनात है, तो असेंबल डिवाइस को तब तक बेक करें जब तक कि एपॉक्सी ठीक न हो जाए। सबसे पहले, डिवाइस को स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप में चर तापमान, अल्ट्रा-हाई वैक्यूम स्कैनिंग टनल माइक्रोस्कोप के लोडिंग डॉक में रखकर स्थानांतरित करें। एक हाथ जोड़तोड़ का उपयोग करना, एक हौसले से cleaved सतह का पर्दाफाश करने के लिए कमरे के तापमान पर अल्ट्रा उच्च निर्वात में एल्यूमीनियम पोस्ट दस्तक ।तुरंत स्कैनिंग सुरंग माइक्रोस्कोप कक्ष में जोड़तोड़ के एक और सेट के साथ सीटू में डिवाइस स्थानांतरित, माइक्रोस्कोप सिर में प्रवेश करें, जिसे नौ डिग्री केल्विन तक ठंडा कर दिया गया है। अगले चरणों को करने से पहले नमूने को रात भर नौ डिग्री तक ठंडा होने दें और प्रयोगों के दौरान इस तापमान को बनाए रखें। एक बार तापमान संतुलन तक पहुंच गया है, एक एक एक तांबे की सतह है कि स्पंदन और annealing के कई दौर के साथ इलाज किया गया है पर क्षेत्र उत्सर्जन द्वारा प्रत्येक प्रयोग से पहले प्लेटिनम इरिडियम युक्तियां तैयार करते हैं ।माइक्रोस्कोप में पीजो इलेक्ट्रिक सामग्री पर लागू वोल्टेज का उपयोग करके, टिप के साथ संरेखित करने के लिए नमूना चरण को स्थानांतरित करें। इसके बाद सैंपल के लिए संपर्क करें। एक बार टिप नमूने से कुछ एंग्स्ट्रॉम दूर है और ऑसिलोस्कोप पर सुरंग वर्तमान रजिस्टर, यह स्थलाकृतिक लेने के लिए तैयार है ।यहां एक अप्रशिक्षित लोहे के टेलुरियम एकल क्रिस्टल की 10 नैनोमीटर परमाणु संकल्प स्थलाकृतिक छवि है। देखा गया परमाणु संरचना टेल्यूरियम परमाणुओं से मेल खाती है जो नमूने को क्लीविंग करने के बाद उजागर होते हैं। स्थलाकृति के 4DA रूपांतरण ए और बी दिशाओं कि परमाणु ब्रैग चोटियों के अनुरूप के साथ छवि के कोनों पर चार तेज चोटियों से पता चलता है ।पहली छवि के विपरीत, यह स्थलाकृतिक छवि चुंबकीय टिप के साथ प्राप्त एक टोकोग्राफ दिखाती है। एक धुरी के साथ जाली की दो बार की आवधिकता के साथ एकदिशात्मक धारियों को देखा जाता है। ब्रैग चोटियों के अलावा इस स्थलाकृतिक शो के 4DA रूपांतरण, उपग्रह चोटियों की एक नई जोड़ी, आधे ब्रैग पीक मोमेंला के अनुरूप है और इसलिए दो बार असली अंतरिक्ष तरंग दैर्ध्य ।नई संरचना सतह के ठीक नीचे लोहे के परमाणुओं के एएफएम धारी आदेश से मेल खाती है। अप्रशिक्षित नमूना जुड़वां डोमेन सीमाओं के कुछ भागों पर मौजूद है जहां लंबे बी धुरी और साथ AFM धारी आदेश के साथ क्रिस्टल संरचना ९० डिग्री घुमाते हैं । यहां आप एएफएम ट्विन डोमेन बाउंड्री के 25 नैनोमीटर टोकोग्राफ देख सकते हैं ।इस क्षेत्र के 4DA ट्रांसफॉर्म हरे और पीले हलकों द्वारा हाइलाइट किए गए एएफएम ऑर्डर के दो जोड़े दिखाते हैं। प्रत्येक चुंबकीय डोमेन 4DA ट्रांसफॉर्म में चोटियों की केवल एक जोड़ी के लिए योगदान देता है। तनावपूर्ण नमूने के लिए, नमूने पर लागू एकक्षी दबाव के परिणामस्वरूप केवल एक ही डोमेन देखा जा सकता है।यहां, एक बड़े पैमाने पर स्थलाकृति ०.७५ माइक्रोन द्वारा लगभग १.७५ माइक्रोन के कुल क्षेत्र में फैले हुए दिखाया गया है जो अप्रशिक्षित नमूनों में फैले कुल क्षेत्र से दोगुना अधिक है । प्रत्येक टोनोग्राफ के लिए 4DA ट्रांसफॉर्म इस तनावपूर्ण नमूने पर केवल एक डोमेन का संकेत देता है AFM चोटियों की केवल एक जोड़ी दिखाता है। इस प्रक्रिया का प्रयास करते समय विचार करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण बात आपका अंतिम लक्ष्य है।यह जानना कि आप एकीय तनाव क्यों लागू कर रहे हैं, आपको नमूना अभिविन्यास के रूप में मार्गदर्शन करना चाहिए और कितना तनाव लागू करना चाहिए। इस प्रक्रिया के बाद, एक्स-रे विवर्तन, गूंजती लोचदार एक्स-रे बिखरने, और कोणीय हल फोटोमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी अन्य तकनीकों के साथ एक तनाव डिवाइस को भी एकीकृत किया जा सकता है। एसडीएम की एक शक्तिशाली तकनीक है जो क्वांटम सामग्रियों में इलेक्ट्रॉनों की कल्पना करने में सक्षम बनाती है।और ये ऐसी सामग्री हैं जो तनाव जैसे बाहरी क्षोभ के प्रति बहुत संवेदनशील हैं, इसलिए एकीकृत तनाव एकीकृत एसडीएम तकनीक इन सामग्रियों को इलेक्ट्रॉनिक रूप से ट्यून करने और सुपरकंडक्टिविटी को समझने के अंतिम लक्ष्य के साथ तनाव की प्रतिक्रिया की कल्पना करने की अनुमति देगी।

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

स्कैनिंग जांच एकल इलेक्ट्रॉन समाई स्पेक्ट्रोस्कोपी

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

कूलम्ब अशुद्धियों के साथ स्कैनिंग टनलिंग सूक्ष्मदर्शी अध्ययन के लिए गेट-ट्यून करने योग्य ग्राफीन उपकरणों का निर्माण

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

डाई प्रयोगों और सिमुलेशन का उपयोग Bedforms के माध्यम से Hyporheic प्रवाह Visualizing

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

एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से अर्धचालक पदार्थों में विस्तारित दोष का व्यापक विशेषता

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

सी चलते जांच<sub&gt; 84</sub&gt; सी सब्सट्रेट -embedded स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी और आण्विक गतिशीलता का उपयोग

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

हाथ एक स्कैनिंग एक 3 डी आभासी वास्तविकता इंटरफेस के साथ जांच माइक्रोस्कोप के माध्यम से एकल अणुओं के हेरफेर नियंत्रित

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

स्कैनिंग ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग कर तरल में नैनो आकार वस्तुओं के गतिशील प्रक्रियाओं का अध्ययन

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

स्थानीय संपर्क से भंवर हेरफेर का विद्रूप अध्ययन स्कैन

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

कार्बन नैनोट्यूब वन प्रेसिजन मिलिंग कम दबाव स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग

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

एक Hyperlens-एकीकृत माइक्रोस्कोप और सुपर संकल्प इमेजिंग का प्रदर्शन

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