迈向在透射电子显微镜内对超导器件进行可靠电学测量
超导电性
2026-05-07 v2
摘要
将结构与电子功能相关联是量子材料和器件工程的核心,这些材料和器件的性质对无序高度敏感。透射电子显微镜(TEM)提供了高空间分辨率,并能获取结构、电子和磁自由度。然而,对功能性量子器件的operando电学输运测量仍然罕见,尤其是在液氦温度下。在此,我们展示了使用连续流液氦冷却样品杆在TEM内部对氮化铌器件进行电学输运测量。通过优化热辐射屏蔽以限制来自物镜附近极靴的辐射,我们实现了估计8-9 K的基础样品温度,这是从我们器件的超导转变温度推断出来的。我们发现电子束照射和物镜激发都会扰动超导态。此外,我们通过对范德华铁磁体CrBr的磁畴结构成像,评估了样品杆在低温下的成像能力和稳定性。最后,我们进行了计算,强调了低温屏蔽对于最小化器件热辐射的重要性。这一能力实现了关联低温TEM研究,其中可以从同一器件获取结构、光谱和电学输运数据,从而为探测量子现象的微观起源提供了平台。
引用
@article{arxiv.2601.13298,
title = {Towards reliable electrical measurements of superconducting devices inside a transmission electron microscope},
author = {Joachim Dahl Thomsen and Michael I. Faley and Joseph Vimal Vas and Alexander Clausen and Thibaud Denneulin and Dominik Biscette and Denys Sutter and Peng-Han Lu and Rafal E. Dunin-Borkowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.13298},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 5 figures, 1 table