Description du projet
Utiliser la microscopie à effet tunnel polarisée en spin pour déchiffrer le comportement des supraconducteurs non conventionnels
Pour comprendre les supraconducteurs non conventionnels, il est essentiel de faire progresser nos connaissances sur l’interaction entre l’ordre électronique, l’antiferromagnétisme et la supraconductivité. Cependant, l’ordre électronique est souvent difficile à détecter à l’aide des techniques de diffraction, qui nécessitent une sonde locale sensible aux trois phénomènes. La microscopie à effet tunnel polarisée en spin (SP-STM) répond à ce besoin en utilisant des courants à effet tunnel polarisés en spin pour mesurer l’ordre électronique, les gaps supraconducteurs et la structure magnétique à l’échelle atomique. Le projet MARS, financé par le CER, combinera pour la première fois la SP-STM et l’expertise en microscopie à effet tunnel sur les supraconducteurs non conventionnels. Les chercheurs appliqueront la SP-STM à haute résolution à des classes clés de supraconducteurs non conventionnels: cuprate, arséniure de fer et fermion lourd. Un microscope à effet tunnel unique en milli-Kelvin sera construit pour atteindre une résolution sans précédent en matière de polarisation du spin, d’énergie et d’espace réel.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
01069 Dresden
Allemagne