Projektbeschreibung
Verhalten unkonventioneller Supraleiter mittels spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie entschlüsseln
Um mehr Wissen über unkonventionelle Supraleiter zu erlangen, müssen zunächst die Wechselwirkungen zwischen elektrischer Ordnung, Antiferromagnetismus und Supraleitfähigkeit weiter erforscht werden. Die elektrische Ordnung ist mittels Diffraktion meist schwer zu erkennen, sodass lokale Sonden erforderlich sind, die alle drei Phänomene erfassen können. Die spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie erfüllt diese Anforderungen, da die spinpolarisierten Tunnelströme ausgenutzt werden, um die elektrische Ordnung, Lücken in der Supraleitfähigkeit sowie die magnetische Struktur auf atomarer Ebene zu messen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt MARS wird erstmals die spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie mit Fachwissen zur Rastertunnelmikroskopie zu unkonventionellen Supraleitern kombinieren. Dabei werden die Forschenden die spinpolarisierte Rastertunnelmikroskopie mit hoher Auflösung auf wichtige Klassen unkonventioneller Supraleiter anwenden: Cuprate, Eisenarsenide und Schwere Fermionen. Sie werden ein einzigartiges Rastertunnelmikroskop im Millikelvinbereich aufbauen, um eine bisher ungeahnte Auflösung der Spinpolarisierung, Energie und des realen Raums zu erreichen.
Ziel
The interplay of electronic order with antiferromagnetism and superconductivity has recently emerged as a vital question for rationalizing the physics of all classes of unconventional superconductors. The electronic order is rarely sufficiently long-range correlated to render it susceptible for diffraction techniques. Instead, a local probe is usually required to detect it experimentally. It is clear, however, that such a probe must provide sensitivity at the same time to electronic order, superconductivity, and static magnetism for clarifying the interplay between these ordering phenomena. The only experimental technique which is capable of fulfilling these requirements simultaneously is spin-polarized scanning tunneling microscopy (SP-STM). This technique utilizes spin-polarized tunneling currents in order to measure signatures of electronic order, superconducting gaps, and the magnetic structure at the atomic scale. To the best of our knowledge, SP-STM has never been applied to unconventional superconductors, despite the mandatory necessity.
Exactly this is the goal of the MARS project: We want to combine SP-STM, which we recently established in our microscopes, with our experience in scanning tunneling microscopy on unconventional superconductors. We will apply highest-resolution SP-STM systematically to prototype representatives of the most important classes of unconventional superconductors, viz. cuprate, iron-arsenide, and heavy-fermion superconductors. For this purpose, a unique milli-Kelvin scanning tunneling microscope will be built, in order to achieve unprecedented resolution in spin-polarization, energy, and real-space.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
01069 Dresden
Deutschland