Hoffman Lab bruker høyoppløselig scanning probe teknikker for å forstå og kontrollere de elektroniske og magnetiske egenskapene til eksotiske materialer som kobber og jern-baserte high-Tc superledere, topologiske materialer, og vanadium oksider. Scanning tunneling mikroskopi ble oppfattet som et kraftig verktøy for real-space avbildning av elektron stater med atom oppløsning. Vi har utviklet nye analyseteknikker som STM kan oppnå pikoskalaoppløsning i ekte rom, og kan også sonde momentum-romstrukturen til elektronene via kvasipartikkelinterferens avbildning. Denne samtidige real-space og momentum-plass informasjon er et viktig fremskritt mot å forstå materialer med nanoskala elektronisk inhomogenitet, som kan oppstå spontant fra kjemisk doping eller sterke korrelasjoner, eller med vilje fra enheten fabrikasjon. Vi har tatt de første skritt for å utvide denne elektroniske bildebehandling evne til å skaffe spin informasjon, ved hjelp av antiferromagnetisk krom STM tips til bilde La1.4sr1.6mn2o7
I Tillegg til passiv bildebehandling, Er Hoffman Lab arbeider med flere teknikker for å aktivt manipulere de elektroniske faser av materialer på nanoskala. For eksempel har vi brukt kraftmikroskopi for lokalt å indusere metallisolatorovergangen I VO2, og å kontrollerbart omplassere individuelle magnetiske hvirvler i høy-tc superleder NdFeAsO1-xFx.
Hoffman Lab arbeider også mot veksten av nye filmer og grensesnitt ved hjelp av molekylær stråle epitaxy – en teknikk som tillater kontrollert avsetning av et enkelt atomlag om gangen. Vi har vokst et enkelt lag Av FeSe På SrTiO3, som superleder over 100K, ved 10x høyere temperatur enn bulk Tc. MBE og STM evner vil bli kombinert og forbedret, for atom presisjon kontroll og forståelse av ulike materialer.
