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Focused Ion Beam fabrication of superconducting scanning Probes

Description du projet

La microscopie à force de balayage fait un pas de géant en intégrant des capteurs supraconducteurs à la pointe de ses sondes

La microscopie à effet tunnel à balayage, lauréate du prix Nobel de physique en 1986, a révolutionné notre capacité à obtenir des images avec une résolution supérieure à la résolution atomique. Cette technologie génère une image en balayant la surface d’un matériau à l’aide d’une pointe ou d’une sonde, tout en enregistrant simultanément le courant électrique par effet tunnel propre à la mécanique quantique. Mais pour ce faire, il est indispensable que le matériau étudié soit conducteur, ce qui constitue une limitation importante. La microscopie à force de balayage (SFM) surmonte cette limitation en mesurant une «force» plutôt qu’un courant entre la pointe de la sonde et la surface. Le projet FIBsuperProbes, financé par l’UE, marque le début d’une nouvelle ère de la microscopie à force de balayage en intégrant des dispositifs de détection à l’échelle du nanomètre dans la pointe de la sonde. Cette technologie ouvrira la voie à la cartographie des phénomènes électromagnétiques, ce qui permettra de mieux comprendre le comportement structurel des états condensés de la matière.

Objectif

Our vision is to enable a new era in scanning probe microscopy (SPM), in which nanometer-scale sensing devices – specifically superconducting devices – can be directly patterned on-tip and used to reveal new types of contrast. To realize this vision, we will use focused ion beam (FIB) techniques to produce sensors with unprecedented size, functionality, and sensitivity directly on the tips of custom-designed cantilevers. The key to this undertaking will be the unique capability of FIB to mill, grow, or structurally modify materials – especially superconductors – at the nanometer-scale and on non-planar surfaces. Our FIB-fabricated probes will include on-tip nanometer-scale Josephson junctions (JJs) and superconducting quantum interference devices (SQUIDs) for mapping magnetic fields, magnetic susceptibility, electric currents, and dissipation. Crucially, the custom-built cantilevers, on which the sensors will be patterned, will enable nanometer-scale distance control, endowing our probes with exquisite spatial resolution and simultaneous topographic contrast. The resulting imaging techniques will significantly surpass state-of-the-art SPM and help us to unravel poorly understood condensed matter phenomena, which are impossible to address with today’s technology.

Appel à propositions

H2020-FETOPEN-2018-2020

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Sous appel

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Coordinateur

UNIVERSITAT BASEL
Contribution nette de l'UE
€ 921 661,25
Adresse
PETERSPLATZ 1
4051 Basel
Suisse

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Région
Schweiz/Suisse/Svizzera Nordwestschweiz Basel-Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 921 661,25

Participants (4)