Microscopio de túnel magnético de barrido de 35 T refrigerado por agua para la medición del campo magnético en el...

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los microscopios de túnel de barrido convencionales (STM) están limitados por campos magnéticos perpendiculares, lo que dificulta el estudio de la anisotropía del material.
• Los STM de imanes vectoriales existentes ofrecen una intensidad de campo magnético en el plano insuficiente (<5 T) para muchos estudios de materiales críticos.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y demostrar un nuevo STM capaz de operar bajo campos magnéticos altos en el plano (hasta 35 T).
• Para permitir la investigación de la anisotropía de los materiales y de nuevos fenómenos físicos en condiciones magnéticas extremas.

Principales métodos:

• Desarrolló una cabeza STM compacta (tamaño lateral de 15 mm) con un accionamiento de araña mejorado para un posicionamiento preciso de la punta.
• Se integró el STM en un sistema magnético de alto campo (35 T) refrigerado por agua con alta estabilidad vibratoria.
• Se utilizó el análisis de elementos finitos para confirmar la alta rigidez del escáner STM.

Principales resultados:

• Obtención de imágenes de resolución atómica de grafito y NbSe2 bajo campos magnéticos en el plano de 0 a 35 T.
• Demostró la alta inmunidad del STM a las condiciones y vibraciones del campo magnético.
• Confirmó la capacidad del sistema para operar a 300 K y 1.7 K.

Conclusiones:

• Este es el primer STM capaz de obtener imágenes atómicas a campos magnéticos de 35 T en el plano y bajas temperaturas (1,7 K).
• El STM desarrollado supera las limitaciones anteriores, abriendo nuevas vías para explorar fenómenos cuánticos exóticos en materiales.