用于 MHz 频率扫描隧道显微镜的放大器
应用物理
2018-10-09 v1 强关联电子
摘要
常规扫描隧道显微镜（STM）受限于约直流 1kHz 的带宽。在此，我们开发、构建并测试了一种新型放大器电路，能够在 MHz 频段测量隧穿电流，同时执行常规 STM 测量。这是通过一个包含品质因数超过 600 的 LC 谐振腔以及自制的低噪声高电子迁移率晶体管（HEMT）的放大器电路实现的。该放大器电路可在以原子分辨率扫描的隧穿 regime 下同时工作，即结电阻在吉欧范围，并延伸至点接触谱学。为实现高信噪比并满足商用低温超高真空 STM 的包含所需的所有技术要求，我们使用超导交叉绕制电感器，并选择低热负载的材料与电路元件。我们通过在原子洁净 Au(111) 表面上空间映射隧穿电子的泊松噪声展示了该放大器的高性能。我们还展示了 3MHz 下的微分电导谱学测量，表现出优于常规谱学技术的性能。此外，我们的技术可用于执行阻抗匹配自旋共振，并区分马约拉纳模式与更常规的边缘态。
引用
@article{arxiv.1806.00374,
title = {Amplifier for scanning tunneling microscopy at MHz frequencies},
author = {K. M. Bastiaans and T. Benschop and D. Chatzopoulos and D. H. Cho and Q. Dong and Y. Jin and M. P. Allan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.00374},
year = {2018}
}