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超高真空低温強磁場STMの試作と酸化物超伝導体の観察

超高真空低温强磁场STM原型机及氧化物超导体观测

基本信息

批准号：
09875150
负责人：
吉崎亮造
金额：
$ 1.41万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

低温・強磁場で固体表面を研究するため1)超高真空中試料搬送と表面処理、2)4.2〜2Kで観察、3)10テスラ以上の強磁場中で観察、を可能とするSTMを開発している。装置は試料導入室、試料処理室、XPS観察室、STM室、13テスラ超伝導磁石を内蔵するクライオスタット、そして空気浮上の除振台で構成されている。到達真空度は10^<-11>Torr台である。我々のシステムではSTMヘッド全体が超伝導磁石のボア内に納められ4.2Kに保持される。Tip Approachingには極低温・磁場中であることを考慮して慣性駆動(いわゆる"尺取り虫"方式)を採用した。シェアピエゾを4.2Kにすると同じ印加電圧でも変位が室温の1/3以下になることや摩擦係数が温度変化するためトラブルが発生した。超高真空中で銅酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_8(Bi2212)単結晶を劈開するには以下の方法を用いた。単結晶をアルミ板に銀エポキシ(Epotek H21D)で接着し、その上にφ1mmの金属棒を真空用エポキシ(Dexter EPK01)で接着する。これら全体を試料処理室に導入後トランスファーロッドで棒を叩き落とすことで平滑な真空劈開面を確実に得ることが出来た。結晶の強い2次元的な性質のため表面が高さ方向に不安定であったが原子像を捉えることが出来た。良像が得られる確率はタングステン探針よりも白金イリジウム探針の方が高いようである。STMは物質の原子構造を実空間でとらえることが出来るので構造相転移の"その場観察"は非常に興味深いが、観察中の温度変化を嫌うSTMに適した試料は少ない。我々はγ-FeNを4.2K程度に冷却し、磁場を印加すると構造相転移することを見いだした。我々のSTMは、このような物質の研究に強力な武器となると期待している。

Research on solid surface at low temperature and strong magnetic field 1) Sample transportation and surface treatment in ultra-high vacuum, 2) 4.2~ 2K inspection, 3) inspection in a strong magnetic field of 10 degrees or more, it is possible to open the STM. The equipment includes a sample introduction room, a sample processing room, an XPS observation room, an STM room, and a 13-channel ultrasonic guide. The magnet is made of a vibration-isolating platform that floats on the inside of the magnet. The vacuum level reached は10^<-11>Torr stage. I'm using the STM ヘッド as a whole and I'm using the super magnet のボア内にNA められ4.2K に to keep it. Tip Approaching is to use the inertial motion method in extremely low temperatures and magnetic fields.シェアピエゾを4.2K にすると同じprint plus pressure でも変 position が room temperature の1/ The coefficient of friction below 3 will change due to the temperature change. The following method is used to split the single crystal of cuprate high-temperature superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 (Bi2212) in ultra-high vacuum. The single crystal をアルミ plate is bonded with silver エポキシ (Epotek H21D), and the その上にφ1mm metal rod is bonded with vacuum エポキシ (Dexter EPK01). After the whole sample processing chamber is introduced, the トランスファーロッドで叩き falls and the smooth vacuum cleaved surface is obtained and the ることが comes out. The strong 2-dimensional nature of crystallization means that the surface is high and the direction is unstable, and the atomic image appears. The good image is the accuracy of the probe and the accuracy of the probe is high. STM is the atomic structure of matter, the structure of space, the structure of phase change, and the field of space. If you look at it, it will be very interesting and the taste will be deep. If you look at it, the temperature will change and the STM will be suitable. The sample will be small. I have used γ-FeN to cool down to a level of 4.2K, and the magnetic field has been added and the structural phase has changed. I am a STM, a research on matter, a powerful weapon, and a look forward to it.