Атом гелия увеличил контраст на изображениях сканирующей туннельной микроскопии
Физики исследовали влияние атома гелия на получение изображений, получаемых с помощью спин-поляризованной сканирующей туннельной микроскопии. Они выяснили, что атом, помещенный в пространство контакта между иглой и поверхностью образца, оказывается чувствителен к направлению намагниченности, что дает возможность существенно увеличить магнитный контраст. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) стал первым представителем класса микроскопов, которые используют для визуализации поверхности зонды в виде очень тонких игл. Принцип его работы заключается в измерении туннельного тока, протекающего между зондом и исследуемой поверхностью, который сильно зависит от расстояния между ними. В процессе сканирования поверхности система обратной связи поддерживает ток постоянным за счет изменения этого расстояния, что позволяет построить карту высот образца.
Со временем эта идея обросла множеством модификаций, одной из которых стало использование спин-поляризованного тока, то есть такого, в котором спины всех зарядов выстроены преимущественно в одном направлении. Оказалось, что это позволяет изучать не только перепад высот, но и намагниченность в области под иглой. Другое улучшение метода заключалось в добавлении одиночного атома в пространство туннельного контакта, что позволило увеличить контраст изображения. Комбинация этих двух подходов могла бы дать больших контроль на спиновой поляризацией тока, однако в литературе этот вопрос до сих пор исследован очень слабо.