STM POLARIZADO EN ESPÍN

Se conoce por SP-STM (por sus siglas en inglés) a la toma de imágenes de STM con resolución atómica adquiriendo simultáneamente una señal proporcional a la dirección de imanación. Está técnica está disponible en muy pocos laboratorios del mundo. En ELECMI-LMA, hemos adaptado el JT-STM para ponerla al alcance de toda la comunidad científica. Si necesita resolver la estructura magnética de su superficie, y no quiere desarrollar SP-STM en su laboratorio desde cero, envíenos una propuesta. Algunos ejemplos de las experimentos que se pueden llevar a cabo:

• La figura A es una topografía con resolución atómica de la aleación Gd-Au tomada con una punta recubierta de Cr con sensibilidad magnética a 1.2 K. El panel B muestra imágenes de la conductancia diferencial a diferentes campos magnéticos externos que se graban simultáneamente con la topografía. El contraste en la conductancia diferencial (código de color azul y amarillo) corresponde a dominios de la muestra con direcciones de imanación opuestas.
• La resolución de SP-STM en términos de contraste de espín es esencialmente la misma que la del STM para topografía un átomo. Esto da acceso a minúsculas variaciones magnéticas, como los antiphase boundaries atómicamente estrechos que separan las regiones de spin-arriba y spin-abajo en el panel B.
• Un inconveniente típico de los STM en el seno de campos magnéticos intensos es el ruido mecánico inducido en la cabeza del STM. Nuestro sistema con sobresaliente, con un ruido en Z pico a pico inferior a 2 pm a 0 T, y del orden de 10 pm a máximo campo 3 T. Esto posibilita el seguimiento del contraste magnético en función del campo magnético. Como ejemplo, el ciclo magnético que se muestra en el panel B lleva la muestra desde el estado remanente virgen (0 T), pasando por la saturación (2 T y 2,7 ​​T), hasta el estado remanente opuesto (0 T).
• La principal diferencia entre el STM y otras microscopías es su potencial para realizar espectroscopía. Al tomar espectros de la densidad de estados como se hace en espectroscopia STM habitual, no es sorprendente que al restar las señales obtenidas en las regiones azul (canal de spin-abajo) y amarilla (canal de spin-arriba), se obtiene la densidad de espín resuelta en energía de la muestra, ver panel C.