基于纳米级悬臂式 SQUID 扫描探针的磁、热与形貌成像

M. Wyss; K. Bagani; D. Jetter; E. Marchiori; A. Vervelaki; B. Gross; J. Ridderbos; S. Gliga; C. Schönenberger; M. Poggio

doi:10.1103/PhysRevApplied.17.034002

基于纳米级悬臂式 SQUID 扫描探针的磁、热与形貌成像

介观与纳米尺度物理 2022-03-03 v1 超导电性应用物理

作者: M. Wyss , K. Bagani , D. Jetter , E. Marchiori , A. Vervelaki , B. Gross , J. Ridderbos , S. Gliga , C. Schönenberger , M. Poggio

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摘要

扫描式超导量子干涉器件（SQUID）显微镜是一种兼具高磁场灵敏度与纳米级空间分辨率的磁成像技术。最先进的针尖式 SQUID 探针目前在绘制关联现象（如近期在二维范德瓦耳斯材料中观测到的超导性与磁性）的图谱方面发挥着重要作用。在此，我们展示一种扫描探针，它将针尖 SQUID 提供的磁与热成像同非接触式原子力显微镜（AFM）的针尖-样品距离控制及形貌对比相结合。我们通过聚焦离子束铣削在覆有 Nb 的悬臂顶端制备出包含弱连接约瑟夫森结的纳米级 SQUID，由此得到有效直径为 365 nm、场灵敏度为 9.5 $\text{nT}/\sqrt{\text{Hz}}$ 、热灵敏度为 620 $\text{nK}/\sqrt{\text{Hz}}$ 、可在高达 1.0 T 磁场中工作的传感器。所得到的悬臂式 SQUID 是一种稳健的类 AFM 扫描探针，将灵敏纳米级磁与热成像的适用范围拓展至超越当前可能的界限。

关键词

悬臂式 SQUID 磁成像热成像形貌成像扫描探针范德瓦耳斯材料原子力显微镜

引用

@article{arxiv.2109.06774,
  title  = {Magnetic, thermal, and topographic imaging with a nanometer-scale SQUID-on-cantilever scanning probe},
  author = {M. Wyss and K. Bagani and D. Jetter and E. Marchiori and A. Vervelaki and B. Gross and J. Ridderbos and S. Gliga and C. Schönenberger and M. Poggio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06774},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 4 figures, 6-page supplementary information

基于纳米级悬臂式 SQUID 扫描探针的磁、热与形貌成像

摘要

关键词

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