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. no. 賞の下でのサポートから、米国国立科学財団 (NSF) のキャリアを認めています。DMR-1654482。ポーランド国立科学センター助成金なし 2011/01/B/ST3/00425 のサポート材料合成を行った。

注: U 形の体は硬いと熱膨張 (CTE) ~9.9 μm/(m∙°C)、304 グレードのステンレス鋼の ~17.3 μm/(m∙°C) と比較して低い係数 416 グレードのステンレス スチールの行われます。
1. 機械の一軸性ひずみ装置
<ol><li>20 分ごとに、イソプロパノールで、最初別々 にアセトンでそれらを sonicating を U 字型デバイス、(1-72 は 1 インチあたり 72 回転に対応) マイクロメータねじ、ベルヴィル?...

<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. 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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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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>

STM の中にサンプルを移動するために必要なすべての操作の腕マニピュレーターのセットを使用して実行されます。液体窒素や液体ヘリウムによって低温 STM は維持され、サンプルが近づいている前に少なくとも 12 時間冷却します。これは熱平衡に到達するサンプルと顕微鏡の温度をことができます。エレクトリックとアコースティック ノイズを分離するには、STM は、音響、電波シールド ル...

高温超伝導銅酸化物・鉄系超伝導体、量子物質1,2の興味をそそられる状態です。超伝導の理解の主要な挑戦は電子ネマティック液晶とスメクチック相 (つまり電子状態の回転・並進対称性を破る) などのさまざまな対称性の破れた状態のローカルで絡み合う性質超伝導3,4,5,6,7。理解と超伝導を制御する主な目的は操作およびこれらの対称性の破れた状態の意図的なチューニングで。
一軸および二軸、ひずみが凝縮システム8,9,10、11,12、集団の電子状態を調整する確立された技術 13,14,15,16,17,18,19,20,21、 22。このきれいなチューニング、化学ドーピングによる障害の導入がなければが一般的使用されて実験の様々 な種類のバルク物性23,24,25,26 をチューニングするには.たとえば、一軸性圧力は Sr2若413および銅酸化物27でそして構造、磁性、超伝導と鉄系超伝導体のネマティック相転移に絶大な効果があると証明しました。10,14,28,29最近 SmB624の位相状態をチューニングするための実証されたと。しかし、STM、角度分解光電子分光 (ARPES) などの表面敏感な技術のひずみの使用は一致しない基板26,30上に限られたその場成長薄膜をされています。表面敏感実験における単結晶に歪みを適用することでの大きな課題では、超高真空 (UHV) の緊張したサンプルの切断があります。エポキシ樹脂にピエゾ スタック9,10,18,31または膨張19 の異なる係数を持つ板に薄いサンプルされている代替方向はここ数年 ,32。まだ両方のケースで適用ひずみの大きさはかなり限られています。
研究者ひずみ制約なしサンプル (圧縮ひずみ) と同時に STM を用いた表面構造を視覚化することができる新規機械一軸性ひずみのデバイスの使用を示す (図 1参照)。例として我々 は Fe1 +yテ、単結晶を使用して、 y = 0.10 (y は過剰の鉄濃度) 鉄カルコゲナイド超伝導体の親化合物。TN下 = ~ 60 K、Fe1 +yテ高温常磁性状態から状態への遷移、低温反強磁性の bicollinear ストライプ磁気秩序26,33 、34 (図 3 a, Bを参照)。磁気転移はさらに伴う構造転移正方晶から単斜晶系26,35。飛行機で AFM の順序は、斜方晶構造34の長い b 方向に沿って指すスピン構造を持つ detwinned ドメインを形成します。スピン偏極 STM を用いた AFM 順序を可視化、我々 は無歪の Fe1 +yのテ サンプルで双方向ドメイン構造をプローブし、負荷応力下における単一の大規模なドメインへの移行を観察 (の回路図を参照してください。図 3 C E)。これらの実験ショーの紹介、走査型トンネル顕微鏡でサンプルとその表面構造の同時イメージングの割断一軸性ひずみデバイスを用いた単結晶の成功した表面チューニングします。図 1は、回路図と機械的ひずみデバイスの写真を示します。

<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

強相関電子系を理解するクエストは、新しい実験手法や方法論の開発に向けて実験計測の最前線をプッシュしています。ここで我々 は我々 の変数温度走査トンネル顕微鏡制御用試料面内一軸性ひずみを操作し、原子レベルでの電子の応答の調査に私たちを可能にする統合小説家造られた一軸性ひずみデバイスを使用します。走査トンネル顕微鏡 (STM) とスピン偏極技術を使用して、我々 は反強磁性 (AFM) ドメインおよび Fe1 +yテ サンプル、鉄系超伝導体の親化合物の原子構造を視覚化してこれらのドメインが適用の一軸性ひずみに応答する方法を示します。無歪のサンプルは、50 〜 150 の平均ドメイン サイズで AFM ドメイン、双方向を遵守する nm の応用の一軸性ひずみ下における単一方向ドメインへの移行。成果をここで発表は、対称性の破れ量子材料系を誘導すると電子物性をチューニングのための両方他の分光学的手法と同様、STM、貴重なチューニング パラメーターを利用する新しい方向を開きます。

STM トポグラフをサンプルと、setpoint に適用-12 meV の setpoint バイアスと定電流モードで測定した-1.5 の現在 nA は、先端での収集します。Pt Ir のヒントは、すべての実験で使用されました。スピン偏極 STM を成し遂げるためには、走査型トンネル顕微鏡探は磁性原子でコーティングする、非常に困難なこともあると。この場合、Fe1 +yテを勉強のサン...

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

一軸歪 Fe1 +Yスピン偏極走査トンネル顕微鏡を使用して Te の反強磁性ドメイン操作を可視化

スピン偏極走査型トンネル顕微鏡と組み合わせて一軸性ひずみを使用して、我々 は視覚化し、Fe の反強磁性ドメイン構造を操作1 + yテ、鉄系超伝導体の親化合物。

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

このプロトコルは、単軸歪みデバイスと走査トンネリング顕微鏡の統合の視覚化であるため、重要である。これは、ひずみを適用し、SDMの構造ドメインの操作を視覚化するの両方を含みます。この技術の主な利点は、機械的なデバイスなので、緊張の量を増加させることができます。それは走査トンネル顕微鏡を使用して表面効果を視覚化することができる。高温超伝導体では、破れた対称状態を意図的に調整し、操作することで、超伝導を制御し、理解することができます。このプロセスは、単一の結晶であり、SDM互換である場合、任意の材料に適用することができます。さまざまな条件に対するセットアップの応答を決定するためのデバイステストはたくさんあります。それはあなたがやっていることの忍耐と絶対的な理解が鍵である非常に挑戦的な実験です。このプロセスの視覚的なデモンストレーションは、複雑なプロセスであるSDMで記述されたデバイスを作成して使用する洞察を与えるため、非常に重要です。まず、U字型のデバイスを分解し、アセトンに配置します。デバイス、マイクロメーターネジ、ベルビルスプリングディスク、ベースプレートを20分間超音波処理して清掃します。その後、イソプロパノールにそれらを転送し、追加の20分間超音波処理します。きれいにしたら、オーブンで15〜20分間オーブンで焼き、水の残留物を取り除き、脱ガスします。次に鋭利なカミソリの刃を使い、鉄のテルルサンプルを2ミリメートル2ミリメートルずつ0.1ミリメートルの大きさに切ります。最後に、パーツを組み立てます。u内の開口部は1ミリメートルで、デバイスの側面に位置するマイクロメートルネジのペアで小さくまたは大きく調整することができます。2つの別々の皿では、エポキシデータシートの指示に従って銀エポキシと非導電性エポキシを混ぜます。次に、銀エポキシの薄い層を適用して電気的接触を作成し、その長い軸が鉄テルルサンプルのb軸に沿って向くように、1ミリメートルの隙間にサンプルを取り付けます。サンプルホルダーとサンプルを対流オーブンに入れ、15分間焼いて再びエポキシを治します。サンプルが冷却されたら、その両側を非導電性エポキシで覆い、サンプルがデバイスでしっかりとサポートされるようにします。その後、エポキシを治すためにオーブンに戻します。光学顕微鏡を使用して、すべての角度からサンプルの位置を調べ、試料の側面と隙間の平行な位置合わせを確認します。準備が整ったので、サンプルの表面を観察しながらマイクロメータネジを50度回転させることで圧縮歪みを適用し始めます。圧力が加えられる後、サンプルのひび割れや曲げがあってはならない。次に、デバイスをベースプレートにねじ込みます。固定したら、ベースプレートから銀エポキシの薄い層をU字型の装置に塗布し、サンプルとプレートの間に電気的接触を作り出します。サンプルをオーブンに入れ、エポキシを治します。冷却したら、マルチメーターを使用して電気的接触を確認します。次に、非伝導エポキシの薄い層を使用して、アルミポストをサンプルに接着し、アブ切断面に垂直になるようにします。投稿はサンプルと同じサイズにする必要があります。ポストが正しく配置されたら、エポキシが硬化するまで、組み立てられたデバイスを焼きます。まず、可変温度のローディングドックに設置して走査型トンネル顕微鏡に装置を移し、超高真空走査型トンネル顕微鏡を行う。アームマニピュレータを使用して、室温で超高真空でアルミニウムポストをノックオフし、切断したばかりの表面を露出させます。直ちに別のマニピュレータセットを使用して装置をスキャントンニング顕微鏡室に移し、9度まで冷却された顕微鏡ヘッドに入ります。サンプルを一晩で9度まで冷却してから次のステップを実行し、実験中にこの温度を維持します。温度平衡に達したら、各実験の前に、スパッタリングとアニーリングの数ラウンドで処理された1つの1つの銅表面にフィールドエミッションを行って、白金イリジウムの先端を準備します。顕微鏡で圧電材料に印加された電圧を使用して、サンプルステージを移動して先端に合わせます。次に、サンプルにアプローチします。先端がサンプルから離れて数オングストローム、オシロスコープ上のトンネル電流レジスタが離れると、それはトポグラフを取る準備ができています。ここでは、訓練されていない鉄テルル単結晶の10ナノメートル原子分解能地形画像です。見られる原子構造は、サンプルを切断した後に露出するテルル原子に対応する。地形の4DA変換は、原子ブラッグのピークに対応するaとb方向に沿って画像の角に4つの鋭いピークを示しています。最初の画像とは対照的に、この地形画像は、磁気チップで得られた地形を示す。1 つの軸に沿ってラティスの 2 倍の周期性を持つ単方向ストライプが観察されます。この地形の4DA変換は、ブラッグピーク、衛星ピークの新しいペアに加えて、ブラッグピークモーマの半分と実際の空間波長の2倍に対応することを示しています。新しい構造は、表面のすぐ下にある鉄原子のAFMストライプオーダーに対応しています。訓練されていないサンプルツインドメイン境界の一部の部分には、長いb軸と付随するAFMストライプオーダーを持つ結晶構造が90度回転するところに存在する。ここでは、AFMツインドメイン境界の25ナノメートルの地形を観察することができます。この領域の4DA変換は、緑と黄色の円で強調されたAFM順序の2組を示しています。各磁界は、4DA変換における1組のピークに寄与します。この緊張したサンプルについては、サンプルに適用される単軸圧力の結果として見ることができるのは、1つのドメインだけです。ここでは、約1.75ミクロンの総領域にまたがって、訓練されていないサンプルの全面積の2倍以上である0.75ミクロンの大規模な地形を示しています。各トポグラフの4DA変換は、この緊張したサンプル上の単一ドメインのみを示すAFMピークの1組のみを示しています。この手順を試みる際に考慮すべき最も重要なことは、最終的な目標です。単軸歪みを適用する理由を知ることで、サンプルの向きと適用するひずみの量を導く必要があります。この手順に従って、歪み装置は、X線回折、共鳴弾性X線散乱、角分解された光放出分光法などの他の技術と統合することもできる。SDMは量子材料の中で電子を可視化する強力な技術です。そして、これらはひずみなどの外部摂動に非常に敏感な材料であるため、単軸歪み統合SDM技術は、これらの材料を電子的に調整し、超伝導を理解するという究極の目標を持つ歪みへの応答を視覚化することを可能にします。

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

走査プローブ単電子容量分光

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

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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

色素の実験とシミュレーションを使用したベッドフォームを通じてHyporheicフローの可視化

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

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Cプロービング<sub&gt; 84</sub&gt;走査型プローブ顕微鏡および分子動力学を用いたSi基板を-embedded

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

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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

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

ハイパー レンズ一体型顕微鏡と超解像イメージングのデモ

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