Visualización de tensión Uniaxial manipulación de dominios antiferromagnéticos en Fe_{1 +Y}Te usando un análisis de polarización de Spin microscopio el hacer un túnel

Superconductividad de alta temperatura en cupratos y los superconductores basados en hierro es una intrigante situación cuántica materia^1,2. 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 superconductividad^3,4,5,6,7. 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 sistemas^{8,9,10,11,12, 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 electrónicas^23,24,25,26 . 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 substratos^26,30. 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 pilas^9,10,18,31 o en placas con diferentes coeficientes de expansión térmica^{19 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 Fe_{1 +y}Te, 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 T_N = ~ 60 K, Fe_{1 +y}Te las transiciones de un estado paramagnético de alta temperatura en un estado antiferromagnéticos de baja temperatura con un bicollinear de la raya magnética orden^{26,33 ,34} (ver Figura 3A, B). La transición magnética es más acompañada de una transición estructural de tetragonal a monoclinic^26,35. 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 Fe_{1 +y}Te 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.