Hoffman Lab bruger scanningssondeteknikker med høj opløsning til at forstå og kontrollere de elektroniske og magnetiske egenskaber ved eksotiske materialer såsom kobber-og jernbaserede high-TC superledere, topologiske materialer og vanadiumoksider. Scanning tunneling mikroskopi blev udtænkt som et kraftfuldt værktøj til real-space billeddannelse af elektrontilstande med atomopløsning. Vi har udviklet nye analyseteknikker, hvormed STM kan opnå picoscale-opløsning i det virkelige rum, og kan også undersøge elektronernes momentum-rumstruktur via kvasipartikelinterferensbilleddannelse. Denne samtidige real-space og momentum-space information er et afgørende fremskridt i retning af at forstå materialer med nanoskala elektronisk inhomogenitet, som kan opstå spontant fra kemisk doping eller stærke korrelationer, eller med vilje fra enhedens fabrikation. Vi har taget de første skridt til at udvide denne elektroniske billeddannelsesevne til at få spin-information ved hjælp af antiferromagnetisk krom STM-tip til image La1.4sr1.6mn2o7
ud over passiv billeddannelse arbejder Hoffman Lab på flere teknikker til aktivt at manipulere de elektroniske faser af materialer i nanoskalaen. For eksempel har vi brugt kraftmikroskopi til lokalt at inducere metalisolatorovergangen i VO2 og til kontrollerbart omplacering af individuelle magnetiske hvirvler i High-Tc superleder NdFeAsO1.
Hoffman Lab arbejder også mod vækst af nye film og grænseflader ved hjælp af molekylær stråleepitaksi – en teknik, der tillader kontrolleret aflejring af et enkelt atomlag ad gangen. Vi har dyrket et enkelt lag FeSe på SrTiO3, som superledere over 100k, ved 10 gange højere temperatur end bulk Tc. MBE og STM kapaciteter vil blive kombineret og forbedret, for atomare præcision kontrol og forståelse af forskellige materialer.
