Visualizando Uniaxial-tensão manipulação dos domínios antiferromagnéticas em Fe_{1 +Y}Te usando uma varredura de Spin-polarizado microscópio de tunelamento

Supercondutividade de alta temperatura nos cupratos e supercondutores à base de ferro é um estado intrigante de quântica questão^1,2. Um grande desafio em supercondutividade de entendimento é a natureza entrelaçada localmente de vários Estados, simetria quebrada, como eletrônicos nemática e esmates fases (que quebram simetrias de rotação e translação dos Estados eletrônicos), com supercondutividade^3,4,5,6,7. Manipulação e afinação deliberada destes Estados de simetria quebrada é um objectivo-chave para compreender e controlar a supercondutividade.

Tensão controlada, uniaxial e biaxial, é uma técnica bem estabelecida para afinar os Estados eletrônicos coletivos em matéria condensada sistemas^{8,9,10,11,12, 13,14,15,16,17,18,19,20,21, 22}. Esta afinação é limpo, sem a introdução de desordem através de dopagem química, é comumente usado em vários tipos de experimentos para sintonizar em massa propriedades eletrônicas^23,24,25,26 . Por exemplo, pressão uniaxial tem-se revelado um imenso efeito sobre supercondutividade em Sr₂RuO₄¹³ e cupratos²⁷ e estruturais, magnéticas e transições de fase nemática de supercondutores à base de ferro ^{10 , 14 , 28 , 29} e demonstrou-se recentemente em Estados topológicos de SmB₆²⁴de sintonia. No entanto, o uso da estirpe em técnicas de superfície sensíveis, tais como STM e espectroscopia Fotoemissão ângulo-resolvido (ARPES), tem sido limitado a em filmes finos situ-cultivadas em substratos incompatíveis^26,30. O grande desafio com aplicação de tensão para monocristais em experimentos de superfície sensível é a necessidade de decompor as amostras tensas no ultra vácuo (UHV). Nos últimos anos, uma direção alternativa tem sido uma amostra fina em piezo pilhas^9,10,18,31 ou em placas com diferentes coeficientes de expansão térmica^{19 de epóxi ,32}. No entanto, em ambos os casos, a magnitude da tensão aplicada é bastante limitada.

Aqui vamos mostrar o uso de um dispositivo de uniaxial-tensão mecânico romance que permite que os pesquisadores de estirpe uma amostra (tensão de compressão) sem restrições e simultaneamente Visualizar sua estrutura de superfície usando STM (ver Figura 1). Como exemplo, usamos cristais de Fe_{1 +y}Te, onde y = 0,10, o composto de supercondutores de calcogênio o ferro (y é a concentração de ferro em excesso). Abaixo de T_N = K ~ 60, Fe_{1 +y}Te transições de um estado paramagnética de alta temperatura em um estado de baixa temperatura antiferromagnéticas com um bicollinear listra magnética ordem^{26,33 ,34} (ver Figura 3A, B). A transição magnética é ainda mais acompanhada por uma transição estrutural de tetragonal monoclínico^26,35. A ordem AFM no plano forma detwinned domínios com a estrutura de rotação apontando ao longo da longa b-direção da estrutura ortorrômbica³⁴. Visualizando a ordem AFM com STM spin-polarizada, podemos sondar a estrutura de domínio bidirecional em maiores alcanos homocíclicos tais Fe_{1 +y}Te amostras e observar a sua transição para um único domínio grande sob tensão aplicada (ver o diagrama esquemático em Figura 3 C-E). Essas experiências mostram que a superfície bem sucedida afinação dos cristais único utilizando o dispositivo de tensão uniaxial apresentado aqui, a clivagem da amostra e a imagem simultânea da sua estrutura de superfície com o microscópio de tunelamento. A Figura 1 mostra os desenhos esquemáticos e fotos do dispositivo esforços mecânicos.