Microscopia de tunelamento e de sonda Hall em baixas temperaturas

Abstract

O objetivo deste trabalho foi realizar o comissionamento do equipamento de microscopia de ponta de prova LT-SHPM (Low-Temperature Scanning Hall Probe Micrsocopy), adquirido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) da empresa Nanomagnetics Instruments, realizando medidas elétricas e topográficas através da técnica de escaneamento de microscopia de tunelamento (scanning tunneling microscopy-STM). Foram estudadas amostras de Bi2Se3, N b, F eSe e gelos de spin artificias de Gd. A análise da corrente de tunelamento via espectroscopia de tunelamento (STS) foi utilizada para observação da densidade de estados e gap de energia no semicondutor Bi2Se3 e nos supercondutores N b e F eSe. Porém o gap supercondutor não pôde ser observado por questões técnicas do instrumento que serão discutidas neste trabalho. Modificações eletrônicas foram realizadas para melhorar a qualidade do equipamento. Imagens de topografia com microscopia de tunelamento e com a sonda Hall foram realizadas nas amostras de gelo de spin, buscando observar os momentos magnéticos.

The objective here was the comissioning of Nanomagnetics Instruments low temperature scanning tunneling microscope with Hall probe, LT-SHPM, acquired by Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), taking both electric measurements and topographic images. Samples of Bi2Se3, N b, F eSe and Gd based spin ices were used. The tunneling current was used to determine the density of states and the energy gap in the semiconducting Bi2Se3 and in the superconductors N b and F eSe. The superconductor gap was not observed due to tecnical issues which will be properly discussed. Modificiations to the electronics were done to improve the electrical measurements quality. Topographic and Hall images were obtained for spin ices samples in order to visualize its magnetic moments.