Visualisation de déformation uniaxiales Manipulation des domaines Antiferromagnétiques dans Fe_{1 +Y}Te utilisant une polarisation du Spin Scanning Tunneling Microscope

Supraconductivité à haute température dans les cuprates et supraconducteurs à base de fer est un intrigant état quantique question^1,2. Un défi majeur en supraconductivité de compréhension est la nature localement entrelacée dans différents États de la symétrie brisée, tels que l’électroniques phases nématique et smectique (qui casse les symétries de rotationnels et de translationnels des États électroniques), avec supraconductivité,^3,4,5,6,7. Manipulation et tuning délibérée de ces États de la symétrie brisée est un objectif clé vers la compréhension et le contrôle de la supraconductivité.

Souche contrôlée, tant uniaxiale et biaxiale, est une technique bien établie pour accorder les États électroniques collectives dans la matière condensée systèmes^{8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22}. Cette écoute propre, sans l’introduction du trouble par le biais de dopage chimique, est couramment utilisée dans différents types d’expériences pour syntoniser en vrac des propriétés électroniques^23,24,25,26 . Par exemple, pression uniaxiale s’est avéré pour avoir un effet immense sur la supraconductivité dans Sr₂RuO₄¹³ et cuprates²⁷ et sur la structure, magnétique et les transitions de phase nématique de supraconducteurs à base de fer ^{10 , 14 , 28 , 29} et a été récemment démontrée dans les États topologiques de SmB₆²⁴de syntonisation. Cependant, l’utilisation de la souche sensible à la surface de techniques, telles que la STM et spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES), a été limitée au cultivés situ minces sur des substrats^26,30. Le défi majeur souche s’appliquant au monocristaux dans les expériences de la surface sensible est la nécessité de s’attacher les échantillons tendues en ultravide (UHV). Dans ces dernières années, une direction alternative a été d’époxy un échantillon mince le piezo piles^9,10,18,31 ou sur plaques avec différents coefficients de dilatation thermique^{19 ,},³². Pourtant dans les deux cas, l’amplitude de la tension appliquée est assez limité.

Nous démontrons l’utilisation de nouveaux uniaxiale-déformation mécanique qui permet aux chercheurs d’un échantillon (compression souche) sans contrainte de la souche et visualiser simultanément sa structure de surface à l’aide de la STM (voir Figure 1). À titre d’exemple, nous utilisons des monocristaux de Fe_{1 +y}Te, où y = 0,10, le composé parent des supraconducteurs de chalcogénure fer (y est la concentration de fer excédentaire). Inférieure à T_N = ~ 60 K, Fe_{1 +y}Te transitions d’un état paramagnétique haute température dans un état antiferromagnétique basse température avec une bicollinear bande magnétique arrêté^{26,33 ,34} (voir la Figure 3 a, B). La transition magnétique est encore accompagnée une transition structurelle tétragonale monoclinique^26,,³⁵. L’ordre AFM dans le plan forme des domaines detwinned avec la structure de rotation pointant le long de la longue b-direction de la structure orthorhombique³⁴. En visualisant l’ordre AFM avec spin polarisé STM, nous sonder la structure de domaine bidirectionnelle en contre-fort Fe_{1 +y}Te échantillons et observer leur transition dans un seul domaine grand sous contrainte appliquée (voir le schéma en Figure 3 C-E). Ces expériences démontrent le succès tuning surface des cristaux simples en utilisant le dispositif de déformation uniaxiales présenté ici, le clivage de l’échantillon et l’imagerie simultanée de sa structure de surface avec le microscope à effet tunnel. La figure 1 montre les schémas et photos de l’appareil de sollicitations mécaniques.