Visualisierung von einachsiger Beanspruchung Manipulation der antiferromagnetischen Domänen in Fe_{1 +Y}Te mit einer Spin-polarisierten Scanning Tunneling Mikroskop

Hochtemperatur-Supraleitung in Cuprate und Eisen basierten Supraleitern ist eine faszinierende Quantum Angelegenheit^1,2. Eine große Herausforderung bei der Supraleitung Verständnis wird lokal verflochten unter verschiedenen gebrochenen Symmetrie Staaten, wie z. B. elektronische nematische und Smectic Phasen (die rotatorische und translatorische Symmetrien der elektronischen Staaten brechen), mit Supraleitung^3,4,5,6,7. Manipulation und bewusste tuning dieser gebrochenen Symmetrie-Staaten ist ein wichtiges Ziel in Richtung verstehen und Steuern Supraleitung.

Kontrollierte Belastung, einachsige und zweiachsige, ist eine gut etablierte Technik Tune die kollektive elektronische Staaten in kondensierter Materie Systeme^{8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22}. Diese saubere Stimmung, ohne die Einführung einer Störung durch chemische doping, häufig in verschiedenen Arten von Experimenten dient zur Masse elektronischen Eigenschaften^{23,24,25,26 Stimmen} . Zum Beispiel hat einaxialer Druck erwies sich eine immense Wirkung auf Supraleitung in Sr₂RuO₄¹³ und Cuprate²⁷ und auf der strukturellen, magnetisch, und nematische Phasenübergänge von Eisen basierten Supraleitern ^{10 , 14 , 28 , 29} und wurde vor kurzem in den topologischen Staaten von SMB-₆²⁴tuning demonstriert. Die Verwendung von Dehnung in Oberfläche-Sensitive Techniken wie STM und Winkel gelöst Fotoemission Spektroskopie (ARPES), wurde jedoch beschränkt auf in Situ-grown Dünnschichten auf nicht übereinstimmende Substrate^26,30. Die größte Herausforderung mit Einkristallen in Oberfläche-Sensitive Experimente Stamm zuweisen ist die Notwendigkeit, die belasteten Proben im Ultrahochvakuum (UHV) Spalten. In den letzten Jahren wurde eine alternative Richtung Epoxid-eine dünne Probe auf Piezo Stapel^9,10,18,31 oder Platten mit unterschiedlichen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung^{19 ,32}. In beiden Fällen ist das Ausmaß der angewandte Belastung noch ziemlich begrenzt.

Hier zeigen wir die Verwendung eines neuartigen mechanischen einachsiger Beanspruchung-Geräts, das erlaubt es den Forschern belasten eine Probe (Druckspannung) ohne Zwänge und gleichzeitig visualisieren die Oberflächenstruktur mit STM (siehe Abbildung 1). Als Beispiel verwenden wir Einkristalle von Fe_{1 +y}Te, wo y = 0,10, die Ausgangsverbindung der Eisen-Chalkogenid-Supraleiter (y ist die überschüssiges Eisen-Konzentration). Unter T_N = ~ 60 K, Fe_{1 +y}Te Übergänge von einer Hochtemperatur-paramagnetischen Zustand in einen Niedertemperatur-antiferromagnetischen Zustand mit einem Bicollinear Streifen magnetische Ordnung^{26,33 ,34} (siehe Abb. 3A, B). Der magnetische Übergang ist weiter eine strukturelle Umstellung von vierkantig monoklinen^26,35einher. Die in der Ebene AFM Bestellformulare detwinned Domänen mit den Hinweis auf die lange b-Leitung der orthorhombic Struktur³⁴Spinstruktur. Durch die Visualisierung der AFM-Bestellung mit Spin-polarisierten STM, wir untersuchen die bidirektionale Domänenstruktur in ungezwungenen Fe_{1 +y}Te Proben und beobachten ihren Übergang in einer einzigen großen Domäne angewandte belastet (siehe Schaltplan im Abbildung 3 C-E). Diese Experimente zeigen die erfolgreiche Oberfläche Abstimmung der einzelnen Kristalle mit dem einachsiger Belastung Gerät das hier vorgestellte, die Spaltung der Probe und die gleichzeitige Darstellung der die Oberflächenstruktur mit dem Rastertunnelmikroskop. Abbildung 1 zeigt die schematische Zeichnungen und Bilder von der mechanischen Belastung Gerät.