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Laboratorio de Microscopia de Sonda Local en altos campos magnéticos y bajas temperaturas

  Laboratorio de Microscopia de Sonda Local en altos campos magnéticos y bajas temperaturas

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SPM_HMEste laboratorio ofrece la posibilidad de combinar medidas a muy bajas temperaturas y la aplicación de altos campos magnéticos.
El microscopio SPM para trabajar con campos magnéticos y bajas temperaturas está especialmente diseñado para la combinación de medidas de magneto-transporte con medidas de microscopia de sonda local, como por ejemplo la “Scanning Gate Microscopy” que permite la medida de las propiedades eléctricas de nanosistemas modificándolas con la punta de medida.
Así, en este sistema se están llevando actualmente a cabo proyectos orientados al estudio, en bajas temperaturas, del magnetismo, el transporte eléctrico en nanodispositivos, la espintrónica y la superconductividad.
Está compuesto por un gran criostato de helio que alberga una bobina superconductora capaz de aplicar campos magnéticos de hasta 8 T (un eje) / 2 T (vectorial 2D) y un controlador de temperatura (2 K – 300 K).
El sistema dispone de un sistema para el cambio rápido de muestra. También está equipado con dos tipos de piezos con el fin de conseguir el mejor rendimiento en resolución y estabilidad, además incluye un amplificador de voltaje de bajo ruido para obtener la mejor relación señal/ruido posible.




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¿Qué tipo de información puede obtenerse con este instrumento?

Estas características permiten realizar muchas de las técnicas relacionadas con STM/AFM:
  • Morfología de la superficie.. Topografía con una resolución por debajo de 1 nm.
  • Medidas eléctricas (c‐AFM). Determinación de la Resistencia eléctrica local en la muestra.
  • Potencial eléctrico local (KPM). Medidas cualitativas de la distribución local de carga.
  • Propiedades magnéticas (MFM). Análisis de las propiedades magnéticas de la muestra bajo la acción de un campo magnético.
  • Propiedades piezo-eléctricas (PFM). Usando la punta de medida como electrodo y sensor de la deformación.
  • Estudios a distintas temperaturas.Puede analizarse la muestra en el rango comprendido entre los 2 y los 500 K.

Requerimientos de la muestra

  • The sample should be immobilized onto a flat substrate
  • The sample should exhibit a roughness lower than the range of the piezo scanner.
  • The size of the sample should be small enough to fit inside of the microscope, around 1cm2 and a maximum thickness of 0.5 cm.
  • The sample should be compatible with low temperature and vacuum conditions.

Technical Specifications

  • AFM/MFM head with interferometric sensor.
  • STM/Tuning Fork head.
  • Variable temperature insert (1.5 K-300 K) cryostat.
  • 8 T (vertical) and 2 T (in-plane) superconducting magnet, that combined with a rotating platform allows to apply vector fields in three dimensions.
  • Compatible chip carrier with dual-beam and pulsed field facilities.

Images

Topography and magnetic signal from a permalloy nanowire

Topography and piezoresponse map from a piezoelectric material thin film