Descrizione del progetto
La microscopia a effetto tunnel spin-polarizzata decifra il comportamento dei superconduttori non convenzionali
L’approfondimento delle conoscenze sull’interazione tra ordine elettronico, antiferromagnetismo e superconduttività è fondamentale per la comprensione dei superconduttori non convenzionali. Tuttavia, l’ordine elettronico è spesso difficile da rilevare con le tecniche di diffrazione e richiede una sonda locale sensibile a tutti e tre i fenomeni. La microscopia a effetto tunnel spin-polarizzata (SP-STM) risponde a questa esigenza utilizzando correnti tunnel spin-polarizzate per misurare l’ordine elettronico, le lacune superconduttive e la struttura magnetica su scala atomica. Il progetto MARS, finanziato dal CER, combinerà per la prima volta l’SP-STM con le conoscenze nel campo della microscopia a effetto tunnel sui superconduttori non convenzionali. I ricercatori applicheranno l’SP-STM ad alta risoluzione a classi vitali di superconduttori non convenzionali: cuprato, arseniuro di ferro e fermione pesante. Verrà costruito un microscopio a effetto tunnel in milli-Kelvin, unico nel suo genere, per acquisire una risoluzione senza precedenti per la polarizzazione dello spin, l’energia e lo spazio reale.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
01069 Dresden
Germania