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

P.A. reconoce apoyo de la US National Science Foundation (NSF) carrera con premio. DMR-1654482. Síntesis del material se realizó con el apoyo de la concesión del centro de ciencia nacional polaco No 2011/01/B/ST3/00425.

Nota: El cuerpo en forma de U se hace del acero inoxidable 416-grado, que es rígido y tiene un bajo coeficiente de expansión térmica (CTE), ~9.9 μm/(m∙°C), en comparación con μm/(m∙°C) de ~17.3 de acero inoxidable grado 304.
1. mecánico de tensión uniaxial
<ol><li>Limpie el dispositivo en forma de U, los tornillos del micrómetro (1 – 72 corresponden a 72 rotaciones por pulgada), los discos de resorte de Belleville y la placa base por les sonicando por separado en acetona pri...

<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>

Todas las operaciones necesarias para mover las muestras en y dentro del STM se llevan a cabo haciendo uso de los manipuladores de brazo. El STM es mantenido a bajas temperaturas por nitrógeno líquido y el helio líquido, y la muestra se enfríe durante al menos 12 h antes de ser abordado. Esto permite que la temperatura de la muestra y microscopio alcanzar el equilibrio térmico. Para aislar el ruido eléctrico y acústico, el STM se coloca en una acústica y la sala de radio frecuencia blindado. La cabeza del microsc...

Superconductividad de alta temperatura en cupratos y los superconductores basados en hierro es una intrigante situación cuántica materia1,2. Un desafío importante en la superconductividad de comprensión es la naturaleza localmente entrelazada de diferentes Estados de simetría rota, como electrónicos nemático y esméctica fases (que rompen las simetrías rotacionales y traslacionales de los Estados electrónicos), con superconductividad3,4,5,6,7. Manipulación y adaptación deliberada de estos Estados de simetría rota es un objetivo clave hacia el entendimiento y el control de superconductividad.
Tensión controlada, uniaxial y biaxial, es una técnica bien establecida para sintonizar los Estados electrónicos colectivos en materia condensada sistemas8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22. Este ajuste limpio, sin la introducción de desorden a través doping químico, se utiliza comúnmente en varias clases de experimentos para sintonizar a granel propiedades electrónicas23,24,25,26 . Por ejemplo, presión uniaxial ha demostrado para tener un efecto inmenso en superconductividad en Sr2RuO413 y cupratos27 y en los estructurales, magnéticos y transiciones de la fase nemática de superconductores basados en hierro 10 , 14 , 28 , 29 y fue demostrado recientemente en templar los Estados topológicos de SmB624. Sin embargo, el uso de variedad de técnicas de superficie sensible, como STM y espectroscopia de ángulo resuelto fotoemisión (ARPES), ha sido limitada a en situ crecido de películas delgadas sobre substratos26,30. El mayor desafío con la cepa en monocristales de experimentos de superficie sensible es la necesidad de allegarse las muestras filtradas en vacío ultraalto (UHV). En los últimos años, ha sido una dirección alternativa para una muestra delgada en piezo pilas9,10,18,31 o en placas con diferentes coeficientes de expansión térmica19 de epoxy ,32. Sin embargo, en ambos casos, la magnitud de la tensión aplicada es bastante limitada.
Aquí se demuestra el uso de un novedoso dispositivo mecánico de tensión uniaxial que permite a los investigadores a colar una muestra (tensión compresión) sin limitaciones y visualizar simultáneamente su estructura superficial usando STM (ver figura 1). Por ejemplo, utilizamos solo cristales de Fe1 +yTe, donde y = 0.10, el compuesto del padre de los superconductores de chalcogenide del hierro (y es la concentración de exceso de hierro). A continuación TN = ~ 60 K, Fe1 +yTe las transiciones de un estado paramagnético de alta temperatura en un estado antiferromagnéticos de baja temperatura con un bicollinear de la raya magnética orden26,33 ,34 (ver Figura 3A, B). La transición magnética es más acompañada de una transición estructural de tetragonal a monoclinic26,35. La orden AFM en el plano forma dominios detwinned con la estructura de spin apuntando a lo largo de la dirección de b largo de la estructura ortorrómbica34. Al visualizar el orden AFM con polarización de spin STM, probe la estructura bidireccional del dominio en presencia Fe1 +yTe muestras y observar su transición en un único dominio grande bajo tensión aplicada (véase el esquema en Figura C 3-E). Estos experimentos demuestran el éxito superficial puesta a punto de los solos cristales utilizando el dispositivo de tensión uniaxial presentado aquí, Hendedoras de la muestra y la proyección de imagen simultánea de la estructura de la superficie con el microscopio de efecto túnel. La figura 1 muestra los dibujos esquemáticos y fotografías del dispositivo de tensión mecánica.

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

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

La búsqueda para entender la correlación electrónica ha empujado las fronteras de mediciones experimentales hacia el desarrollo de nuevas técnicas experimentales y metodologías. Aquí utilizamos un dispositivo de tensión uniaxial de la casa construida novela integrado en nuestra variable temperatura microscopio efecto túnel que nos permite manipular la tensión uniaxial en el plano en muestras controllably y probe su respuesta electrónica a escala atómica. Usando microscopía de efecto túnel (STM) con técnicas de polarización de spin, visualizamos antiferromagnéticos (AFM) dominios y su estructura atómica en Fe1 +yTe muestras, el compuesto del padre de superconductores basados en hierro, y demostrar cómo estos dominios responden a tensión uniaxial aplicada. Observamos la bidireccional dominios AFM en la muestra filtrado, con un tamaño de dominio promedio de ~ 50-150 nm, hacer la transición a un único dominio unidireccional bajo tensión uniaxial aplicada. Los resultados presentados aquí abren una nueva dirección para utilizar un parámetro de sintonización valiosa en STM, así como otras técnicas espectroscópicas, tanto para la adaptación de las propiedades electrónicas en cuanto a la inducción de simetría adaptación sistemas materiales cuánticos.

Topografos STM se midieron en modo de corriente constante con un sesgo de punto de ajuste del meV-12 aplicado a la muestra y un valor actual de -1.5 nA recogida en la punta. Consejos de PT-Ir fueron utilizados en todos los experimentos. Para lograr hacer girar-polarizado STM, la punta del microscopio túnel exploración tiene que recubrirse con átomos magnéticos, que puede ser bastante difícil. En este caso de estudio de Fe1 +yTe, la muestra sí mismo pro...

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

Visualización de tensión Uniaxial manipulación de dominios antiferromagnéticos en Fe1 +YTe usando un análisis de polarización de Spin microscopio el hacer un túnel

Uso de tensión uniaxial combinado con polarización de spin túnel microscopía, visualizar y manipular la estructura de dominio antiferromagnéticos de Fe1 + yTe, el compuesto del padre de superconductores basados en hierro.

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

Este protocolo es significativo porque es una visualización de la integración del dispositivo uniaxial-strain con microscopía de tunelización de escaneo. Implica tanto la aplicación de la tensión como la visualización de la manipulación de dominios estructurales en SDM. La principal ventaja de esta técnica es que permite mayores cantidades de tensión ya que es un dispositivo mecánico.Sus efectos superficiales pueden ser visualizados usando microscopía de tunelización de escaneo. En los superconductores de alta temperatura mediante la afinación deliberada y la manipulación de estados de simetría rotos, se puede controlar y entender la superconductividad. Este proceso se puede aplicar a cualquier material siempre que sea un solo cristal y sea compatible con SDM.Hay muchas pruebas de dispositivos para determinar la respuesta de la configuración a diferentes condiciones, incluida la cantidad de tensión que se puede lograr. Es un experimento muy difícil donde la paciencia y la comprensión absoluta de lo que estás haciendo es clave. La demostración visual de este proceso es crítica, ya que da una idea de cómo crear y usar el dispositivo descrito con SDM, que es un proceso complejo.Para empezar, desmonte el dispositivo en forma de u y colóquelo en acetona. Limpie el dispositivo, los tornillos micrómetros, los discos de resorte Belleville y la placa base sonicándolos durante 20 minutos. Luego, transfiéralos al isopropanol y sonicalos durante 20 minutos adicionales.Una vez limpio, hornee los componentes del dispositivo en un horno durante 15 a 20 minutos para deshacerse de cualquier residuo de agua y desgasificación. Luego, usando una cuchilla de afeitar afilada, corte la muestra de telurío de hierro a un milímetro por dos milímetros por 0,1 milímetros de tamaño. Finalmente, ensamblar las piezas juntas.La abertura dentro de la u es de un milímetro y se puede ajustar más pequeña o grande por un par de tornillos micrómetros situados en los lados del dispositivo. En dos platos separados, mezcle el epoxi plateado y el epoxi no conductor de acuerdo con las instrucciones de las hojas de datos de epoxi. A continuación, aplique una fina capa de epoxi de plata para crear un contacto eléctrico y monte la muestra a través del espacio de un milímetro de modo que su eje largo esté orientado a lo largo del eje b de la muestra de teluismo de hierro.Coloque el portante y la muestra en un horno de convección y hornéelos durante 15 minutos para volver a curar el epoxi. Una vez que la muestra se haya enfriado, cubra sus dos lados con epoxi no conductor para que la muestra se soporte firmemente en el dispositivo. Luego, colóquelo de nuevo en el horno para curar el epoxi.Con un microscopio óptico, examine la posición de la muestra desde todos los ángulos para comprobar la alineación paralela de los lados de la muestra con el hueco. Con todo lo que ya está preparado, comience a aplicar la tensión de compresión girando el tornillo del micrómetro 50 grados mientras observa la superficie de la muestra. No debe haber grietas o flexión de la muestra después de aplicar la presión.A continuación, atornille el dispositivo en la placa base. Una vez asegurado, aplique una fina capa de epoxi plateado de la placa base sobre el dispositivo en forma de U para crear contacto eléctrico entre la muestra y la placa. Coloque la muestra en el horno para curar el epoxi.Una vez enfriado, compruebe el contacto eléctrico utilizando un multímetro. A continuación, utilice una capa delgada de epoxi no conductor para pegar un poste de aluminio en la muestra de modo que sea perpendicular al plano de corte ab. Los postes deben tener el mismo tamaño que la muestra.Cuando el poste esté correctamente colocado, hornee el dispositivo montado hasta que el epoxi esté curado. En primer lugar, transfiera el dispositivo al microscopio de tunelización de escaneo colocándolo en la base de carga del microscopio de tunelización de barrido de vacío ultra alto y temperatura variable. Usando un manipulador de brazos, despeje el poste de aluminio en vacío ultra-alto a temperatura ambiente para exponer una superficie recién cortada.Inmediatamente transfiera el dispositivo in situ con otro conjunto de manipuladores a la cámara del microscopio de tunelización de escaneo, entre en la cabeza del microscopio, que se ha enfriado a nueve grados Calvin. Deje que la muestra se enfríe a nueve grados durante la noche antes de realizar los siguientes pasos y mantenga esta temperatura durante los experimentos. Una vez alcanzado el equilibrio de temperatura, prepare las puntas de iridio de platino antes de cada experimento mediante emisión de campo en una superficie de cobre uno que ha sido tratada con varias rondas de pulverización y recocido.Usando la tensión aplicada a los materiales eléctricos piezoeléctricos en el microscopio, mueva la etapa de la muestra para alinearla con la punta. A continuación, acérquese a la muestra. Una vez que la punta está a pocos angstroms lejos de la muestra y la corriente de tunelización se registra en el osciloscopio, está listo para tomar topografías.Aquí hay una imagen topográfica de resolución atómica de 10 nanómetros de un cristal único de alto diámetro sin restricciones. La estructura atómica vista corresponde a los átomos de teluum que se exponen después de cortar la muestra. La transformación 4DA de la topografía muestra cuatro picos agudos en las esquinas de la imagen a lo largo de las direcciones a y b que corresponden a los picos atómicos de Bragg.A diferencia de la primera imagen, esta imagen topográfica muestra un topógrafo obtenido con una punta magnética. Se observan rayas unidireccionales con una periodicidad del doble de la de la celosía a lo largo de un eje. La transformación 4DA de este topógrafo muestra además de los picos Bragg, un nuevo par de picos de satélite, correspondientes a la mitad del momento pico Bragg y, por lo tanto, el doble de la longitud de onda del espacio real.La nueva estructura corresponde al orden de rayas AFM de los átomos de hierro justo debajo de la superficie. En algunas partes de la muestra sin restricciones existen límites de dominio gemelos donde la estructura cristalina con el eje b largo y el orden de banda AFM que acompaña giran 90 grados. Aquí puede observar un topógrafo de 25 nanómetros de un límite de dominio doble AFM.La transformación 4DA de esta región muestra dos pares de orden AFM resaltados por círculos verdes y amarillos. Cada dominio magnético contribuye a un solo par de picos en la transformación 4DA. Para la muestra tensada, solo se puede ver un solo dominio como resultado de la presión uniaxial aplicada a la muestra.Aquí, se muestra una topografía a gran escala que abarca una región total de aproximadamente 1,75 micras por 0,75 micras que es más del doble del área total abarcada en las muestras sin restricciones. La transformación 4DA para cada topógrafo muestra solo un par de picos de AFM que indican solo un dominio en esta muestra tensa. Lo más importante a tener en cuenta al intentar este procedimiento es su objetivo final.Saber por qué estás aplicando una cepa uniaxial debe guiarte en cuanto a la orientación de la muestra y la cantidad de tensión a aplicar. Después de este procedimiento, un dispositivo de deformación unitaria también podría integrarse con otras técnicas como la difracción de rayos X, la dispersión de rayos X elásticos resonantes y la espectroscopia de fotomisión resuelta angular. SDM es una técnica poderosa que permite visualizar electrones en materiales cuánticos.Y estos son materiales que son muy sensibles a perturbaciones externas como la tensión, por lo que la técnica SDM integrada por cepa uniaxial permitirá ajustar electrónicamente estos materiales y visualizar la respuesta a la tensión con el objetivo final de entender la superconductividad.

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

Sonda de barrido de un solo electrón espectroscopia de capacitancia

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

Investigación

Ingeniería

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

Fabricación de puerta-sintonizables grafeno dispositivos de escaneo de Estudios microscopía de efecto túnel con Coulomb impurezas

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

Visualización de Flujo hyporheic A través de formas de fondo Utilizando Experimentos Dye y Simulación

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

Caracterización integral de defectos extendidos en materiales semiconductores por un microscopio electrónico de barrido

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

Sondeo de C<sub&gt; 84</sub&gt; -embedded Si Sustrato Uso del análisis de microscopio de sonda y Dinámica Molecular

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

Mano manipulación controlada de Moléculas Individuales a través de un microscopio de sonda de barrido con una interfaz de realidad virtual 3D

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

El estudio de procesos dinámicos de nano-objetos de tamaño en el líquido de utilizar el escaneado Microscopía Electrónica de Transmisión

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

Escaneado de Estudio SQUID de la manipulación del vórtice por contacto local

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

Fresado de precisión de nanotubos de carbono de los bosques El uso de baja presión de barrido Microscopía Electrónica

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

Demostración de un microscopio integrado de Hyperlens y proyección de imagen de súper resolución

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