Opis projektu
Spinowo spolaryzowana skaningowa mikroskopia tunelowa rozszyfrowuje zachowanie niekonwencjonalnych nadprzewodników
Pogłębienie wiedzy na temat wzajemnego oddziaływania porządku elektronowego, antyferromagnetyzmu i nadprzewodnictwa ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia właściwości niekonwencjonalnych nadprzewodników. Jednak porządek elektronowy jest często trudny do wykrycia za pomocą technik dyfrakcyjnych, co wymaga zastosowania lokalnej sondy czułej na wszystkie trzy zjawiska. Warunek ten spełnia spinowo spolaryzowana skaningowa mikroskopia tunelowa (SP-STM), która wykorzystuje spinowo spolaryzowane prądy tunelowe do pomiaru porządku elektronowego, przerw nadprzewodzących i struktury magnetycznej w skali atomowej. W ramach finansowanego przez ERBN projektu MARS po raz pierwszy SP-STM zostanie użyta w oparciu o najnowszą wiedzę z dziedziny skaningowej mikroskopii tunelowej do badania niekonwencjonalnych nadprzewodników. Prace obejmą badanie kluczowych klas niekonwencjonalnych nadprzewodników, takich jak nadprzewodniki miedzianowe, żelazowo-arsenowe i ciężkofermionowe, za pomocą SP-STM o wysokiej rozdzielczości. Ponadto zbudowany zostanie unikalny skaningowy mikroskop tunelowy w skali milikelwinów, który pozwoli osiągnąć jak dotąd niemożliwą do uzyskania rozdzielczość w zakresie polaryzacji spinowej, energii i przestrzeni rzeczywistej.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
01069 Dresden
Niemcy