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

П.а. признает поддержку от Фонда национальной науки США (NSF) карьеру под награду нет DMR-1654482. Материал синтез был осуществлен при поддержке польского национального научного центра гранта No 2011/01/B/ST3/00425.

Примечание: U-образный корпус изготовлен из 416-нержавеющей стали, который является жесткой и имеет низкий коэффициент теплового расширения (CTE), ~9.9 μm/(m∙°C), по сравнению с ~17.3 μm/(m∙°C) для 304-нержавеющей стали.
1. механическое устройство одноосная деформация
<ol><li>Очистить уст...

<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>

Все операции, необходимые для перемещения образцы в и внутри STM осуществляется с помощью наборов руку манипуляторов. STM поддерживается при низких температурах жидкого азота и жидкого гелия, и образец охлаждает вниз для по крайней мере 12 h до подходили. Это позволяет температуры образца ?...

Высокотемпературной сверхпроводимости в купратов и на основе железа сверхпроводников является интригующей государством Квантовая вопрос1,2. Серьезной проблемой в понимании сверхпроводимости является локально взаимосвязанный характер различных государств нарушенной симметрией, например электронные нематические и smectic фаз (которые нарушают вращательное и поступательное симметрии электронных состояний), с Сверхпроводимость3,4,5,6,7. Манипуляции и преднамеренное тюнинг этих государств нарушенной симметрией является ключевой задачей сторону понимание и управление сверхпроводимости.
Контролируемые штамм, одноосные и двухосных, является устоявшейся техника для настройки коллективные электронных состояний в конденсированных систем8,9,10,11,12, 13,14,,1516,,1718,19,20,21, 22. Этот чистый тюнинг, без введения расстройства через химические допинг, широко используется в различного рода экспериментов настроиться массовых электронных свойств23,24,25,26 . К примеру одноосные давление оказался иметь огромное влияние на сверхпроводимость в Sr2Руо413 и27 купратов и структурных, магнитные и нематические фазовых переходов на основе железа сверхпроводников 10 , 14 , 28 , 29 и было недавно продемонстрировано в тюнинг топологических государства SmB624. Однако использование штамма в поверхности чувствительных методов, таких как СТМ и угол решена фотоэлектронная спектроскопия (ARPES), была ограничена в situ выросли тонких пленок на несоответствующие субстратов26,30. Основная проблема с применением штамм монокристаллов в поверхности чувствительных экспериментов является необходимость прилепится напряженными образцы в сверхвысокого вакуума (СВВ). В последние несколько лет альтернативное направление стало эпоксидной тонкий образец на пьезо стеки9,10,18,31 или пластин с разными коэффициентами теплового расширения19 ,32. Тем не менее в обоих случаях масштабы прикладной штамм весьма ограничены.
Здесь мы продемонстрировать использование Роман механическое устройство одноосные штамм, который позволяет исследователям деформации образца (сжимающей нагрузки) без ограничений и одновременно визуализировать его структура поверхности с использованием STM (см. Рисунок 1). В качестве примера, мы используем монокристаллов Fe1 +yTe, где y = 0,10, родитель соединения железа халькогенида сверхпроводников (y является концентрация избыток железа). Ниже TN = ~ 60 K, Fe1 +yTe переходит от высокой температуры парамагнитных государства в низкотемпературных антиферромагнетике состояние с bicollinear полосой магнитные порядка26,33 ,34 (см. рис. 3а, B). Магнитные перехода далее сопровождается структурного перехода от тетрагональная моноклинная26,35. Порядок в плоскости AFM образует detwinned домены с структуре спин, указывая вдоль оси b длинные ромбическая структуры34. Посредством визуализации AFM порядок с вращательно поляризованный STM, мы зонд двунаправленный доменной структуры в нефильтрованное Fe1 +yTe образцов и наблюдать их перехода в один большой домен под прикладной штамм (см. чертеж в Рисунок 3 C-E). Эти эксперименты показывают успешное поверхности тюнинг монокристаллов с использованием устройства одноосная деформация, представленные здесь, рассекая образца и одновременные снимки поверхности структуры с сканирующий туннельный микроскоп. Рисунок 1 показывает схематические чертежи и фотографии устройства механической деформации.

<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

Стремление понять коррелированных электронных систем подтолкнуло границ экспериментальных измерений к развитию новых экспериментальных методов и методологий. Здесь мы используем роман построен дом одноосная деформация устройство интегрированы в нашей переменной температуры, сканирующий туннельный микроскоп, который позволяет нам controllably манипулировать в плоскости одноосные штамм в образцах и зондировать их электронный ответ на атомной шкале. С помощью сканирующей микроскопии (СТМ) туннелирования с методами спин поляризации, мы визуализируем антиферромагнетике (AFM) доменов и их атомной структуры в Fe1 +yTe образцов, родитель соединения на основе железа сверхпроводников, и продемонстрировать, как эти домены реагировать прикладной одноосная деформация. Мы наблюдаем двунаправленный AFM доменов в образце нефильтрованное, с среднем домена Размер ~ 50-150 Нм, для перехода в один домен однонаправленный под прикладной одноосная деформация. Представленные здесь выводы открыть новое направление использовать ценный Настройка параметра STM, а также другие спектроскопические методы, как для настройки электронных свойств как заставить симметрии в квантовых систем и материалов.

STM topographs были измерены в постоянном токе с уклоном setpoint МЭВ-12, применяется к образца и уставок тока -1.5 nA собранные на кончике. PT-Ir советы были использованы в всех экспериментов. Для достижения вращательно поляризованный STM, кончик туннельный микроскоп сканирования долж?...

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

Визуализация одноосная деформация манипуляции антиферромагнетике доменов в Fe1 +YTe с помощью спин поляризованных сканирование туннельный микроскоп

С помощью одноосная деформация в сочетании с вращательно поляризованный сканирующий туннельный микроскопии, мы визуализировать и управлять антиферромагнетике доменной структуры Fe1 + yTe, родитель соединения на основе железа сверхпроводников.

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

Этот протокол имеет важное значение, поскольку он представляет собой визуализацию интеграции одноосного напряжения устройства со сканирующей туннельной микроскопией. Она включает в себя как применение деформации и визуализации манипуляции структурных областей в SDM. Основным преимуществом этой техники является то, что она позволяет увеличить количество напряжения, так как это механическое устройство.Это поверхностные эффекты могут быть визуализированы с помощью сканирующей туннельной микроскопии. При высокотем температурных сверхпроводников, намеренно настраивая и манипулируя нарушенных симметричных состояний, можно контролировать и понимать сверхпроводимость. Этот процесс может быть применен к любому материалу при условии, что это единый кристалл, и он совместим с SDM.Там очень много устройств тестирования для определения настройки в ответ на различные условия, включая, сколько напряжения может быть достигнуто. Это очень сложный эксперимент, где терпение и абсолютное понимание того, что вы делаете, является ключевым фактором. Визуальная демонстрация этого процесса имеет решающее значение, так как дает представление о создании и использовании описанного устройства с SDM, который является сложным процессом.Для начала разберите u-образное устройство и поместите его в ацетон. Очистите устройство, микрометровые винты, пружинные диски Belleville и базовую пластину, очистив их в течение 20 минут. Затем перенесите их в изопропанол и sonicate их в течение дополнительных 20 минут.После очистки, выпекать компоненты устройства в духовке в течение 15 до 20 минут, чтобы избавиться от любых остатков воды и дегаза. Затем, используя острое лезвие бритвы, вырежьте образец готурия железа до одного миллиметра на два миллиметра на 0,1 миллиметра в размерах. Наконец, соберите детали вместе.Отверстие внутри u составляет один миллиметр и может быть настроено меньше или большой парой микрометровых винтов, расположенных по бокам устройства. В двух отдельных блюд, смешать эпоксидной смолы серебра и непроводяющей эпоксидной смолы в соответствии с инструкциями на листах данных эпоксидной смолы. Затем нанесите тонкий слой эпоксидной смолы серебра, чтобы создать электрический контакт и установить образец через один миллиметровый зазор так, чтобы его длинная ось была ориентирована вдоль оси b образца готурия железа.Поместите держатель образца и образец в конвекционную духовку и выпекайте их в течение 15 минут, чтобы снова вылечить эпоксидную смолу. После того, как образец остынет, накройте две стороны непроводяющей эпоксидной смолой, чтобы образец прочно поддерживался на устройстве. Затем поместите его обратно в духовку, чтобы вылечить эпоксидную смолу.Используя оптический микроскоп, изучите положение образца со всех сторон, чтобы проверить параллельное выравнивание сторон образца с зазором. Теперь, когда все готово, начните применять сжатие напряжения, вращая микрометровый винт на 50 градусов, наблюдая за поверхностью образца. После нанесения давления не должно быть трещин или изгиба образца.Затем ввинчивай устройство в базовую пластину. После обеспечения, применить тонкий слой серебра эпоксидной смолы от базовой пластины на u-образное устройство для создания электрического контакта между образцом и пластины. Поместите образец в духовку, чтобы вылечить эпоксидную смолу.После охлаждения проверьте электрический контакт с помощью мультиметра. Затем используйте тонкий слой не проводя эпоксидной смолы, чтобы приклеить алюминиевый столб к образцу так, чтобы он перпендикулярно плоскости аб. Должности должны быть того же размера, что и выборка.Когда столб правильно расположен, испечь собранное устройство до эпоксидной смолы вылечить. Во-первых, перенесите устройство на сканирующий туннельный микроскоп, поместив его в погрузочный док переменной температуры, сверхвысокий вакуумный сканирующий туннельный микроскоп. Используя манипулятор руки, сбить алюминиевый столб в ультра-высоком вакууме при комнатной температуре, чтобы разоблачить свежевыжатую поверхность.Немедленно перенесите устройство на место с другим набором манипуляторов в сканирующий туннельный микроскоп камеры, введите микроскоп голову, которая была охлаждена до девяти градусов Calvin. Позвольте образцу остыть до девяти градусов на ночь перед проведением следующих шагов и поддерживать эту температуру во время экспериментов. После того, как температурное равновесие было достигнуто, подготовить платиновый иридий советы до каждого эксперимента по полевым выбросам на один один медной поверхности, которая была обработана с несколькими раундами распыления и annealing.Используя напряжение, применяемое к электрическим материалам пьезо в микроскопе, перемести образец на стадию выравнивания с кончиком. Затем подойди к образцу. После того, как кончик несколько ангстремов от образца и туннелирования текущих регистров на осциллоскопе, он готов к принятию топографов.Вот 10 нанометров атомного разрешения топографическое изображение ненапряженного железа tellurium одного кристалла. Увиденная атомная структура соответствует атомам готурия, которые подвергаются воздействию после расщелины образца. Преобразование топографии 4DA показывает четыре острых пика по углам изображения вдоль направлений a и b, которые соответствуют атомным вершинам Брэгга.В отличие от первого изображения, на этом топографическом изображении показан топограф, полученный с помощью магнитного наконечника. Наблюдаются однонаправленные полосы с периодичностью в два раза больше, чем решетки вдоль оси. Преобразование 4DA этого топографа показывает в дополнение к вершинам Брэгга, новую пару спутниковых пиков, соответствующую половине пиковой моменты Брэгга и, следовательно, в два раза больше реальной длины волны пространства.Новая структура соответствует порядку полосЫ AFM атомов железа чуть ниже поверхности. На некоторых участках ненапряженного образца существуют двойные границы домена, где кристаллическая структура с длинной оси b и сопровождающим AFM порядком полос вращаются на 90 градусов. Здесь вы можете наблюдать 25 нанометров топограф aFM двойной границы домена.Преобразование 4DA этого региона показывает две пары порядка AFM, выделенные зелеными и желтыми кругами. Каждый магнитный домен способствует только одной паре пиков в преобразовании 4DA. Для напряженной выборки только один домен можно увидеть в результате одноосного давления, оказываемого на образец.Здесь показана крупномасштабная топография общей площадью около 1,75 микрон на 0,75 микрона, что более чем в два раза превышает общую площадь, охватываемую в ненапряженных образцах. Преобразование 4DA для каждого топографа показывает только одну пару пиков AFM, указывающих только на один домен на этом напряженном образце. Самое главное, чтобы рассмотреть при попытке этой процедуры является вашей конечной целью.Зная, почему вы применяете одноосный штамм должен направлять вас о ориентации образца и сколько напряжения применять. После этой процедуры, напряжение устройство может быть интегрировано с другими методами, такими как рентгеновская дифракция, резонансные упругие рентгеновские рассеяния, и угловой решенной спектроскопии фотодемиссии. SDM является мощным методом, который позволяет визуализировать электроны в квантовых материалах.И это материалы, которые очень чувствительны к внешним возмущениям, таким как напряжение, поэтому одноосный штамм интегрированной техники SDM позволит электронно настроить эти материалы и визуализировать ответ на напряжение с конечной целью понимания сверхпроводимости.

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

Сканирующего зонда Одноэлектронные емкостной спектроскопии

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

Изготовление ворот-перестраиваемых графена устройств для сканирующей туннельной микроскопии исследований с кулоновских примесей

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

Визуализация Hyporheic поток через пласты Использование Dye эксперименты и моделирование

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

Исчерпывающая характеристика протяженных дефектов в полупроводниковых материалах на растровом электронном микроскопе

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

Зондирование C<sub&gt; 84</sub&gt; -вложено Si подложки с помощью сканирующей зондовой микроскопии и молекулярной динамики

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

Ручным управлением Манипуляции одиночных молекул с помощью сканирующего зондового микроскопа с 3D-интерфейсом виртуальной реальности

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

Изучение динамических процессов наноразмерных объектов в жидкости с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа

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

Сканирование СКВИД Исследование вихревых Манипуляции с местным представителем компании

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

Точность Фрезерование углеродная нанотрубка лесов Использование низкого давления Сканирование электронной микроскопии

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

Демонстрация Hyperlens интегрированы микроскопа и супер-резолюции изображений

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