ESPECTROSCOPÍA DE ALTA RESOLUCIÓN

En ELECMI-LMA, los usuarios pueden encontrar el instrumento en UHV con mejor resolución energética para espectroscopia en España. Si bien hay un varios STM con la misma temperatura base y nivel de ruido, este es el único abierto a cualquier investigador interesado a través de una propuesta científica a ELECMI. El JT-STM ofrece un rendimiento excelente en todos los modos espectroscópicos convencionales: mapeo a altura constante o corriente constante de la densidad de estados, densidad de estados resuelta en energía en puntos individuales o cuadrículas, y espectroscopia en régimen de emisión de campo. Pero gracias a un filtrado electrónico cuidadoso de los voltajes del cabezal y a una temperatura base de 1.15 K, conseguimos las condiciones para investigar un rango de energía apasionante: las excitaciones finas de baja energía.

• Nuestras calibraciones muestran una resolución de 0,08 meV con puntas estándar en condiciones óptimas. Este tipo de resolución energética se aplica típicamente al estudio de excitaciones elementales: modos vibrónicos de moléculas individuales, estados discretos con diferentes números cuánticos de espín, física Kondo, magnones, fonones o gaps de cuasipartículas superconductoras.
• Esta característica cobra especial interés en combinación con el campo magnético axial de 3 Tesla, permitiendo acceder al diagrama de niveles de energía de espines cuánticos, así como a las interacciones entre ellos y con su entorno. Por ejemplo, los espectros spin-flip de la cadena de átomos de Co ensamblados sobre una isla de NaCl en el panel A pueden de forma individual. El panel B muestra un ejemplo de nuestra capacidad para resolver el desdoblamiento Zeeman de un solo espín cuántico con tercera componente de +/- 1/2.
• Otro campo de aplicación es la caracterización resuelta en espacio y energía de materiales superconductores. El panel C ilustra cómo el JT-STM puede acceder fácilmente a gaps superconductores tan pequeñas como 0,4 meV.
• Dado que los dispositivos reales no funcionan a 1 K, entre los anhelos de los investigadores en el campo de la Física de bajas temperaturas siempre se puede encontrar sistemas reales de sus modelos dinámicos de campo medio o termodinámicos en función de la temperatura. El JT-STM es perfecto para este propósito. La calidad de su espectroscopia se mantiene intacta en el rango de temperatura de 1 a 10 K y hasta campos magnéticos de 2,5 Tesla. El panel D muestra un buen ejemplo de eso, donde se explora la transición superconductor a metal normal del carburo de tungsteno en función del campo y la temperatura.