het Hoffman Lab gebruikt scanningtechnieken met hoge resolutie om de elektronische en magnetische eigenschappen van exotische materialen zoals koper-en ijzergebaseerde supergeleiders, topologische materialen en vanadiumoxiden te begrijpen en te controleren. Het aftasten tunneling microscopie werd bedacht als een krachtig hulpmiddel voor real-ruimte weergave van elektronenstaten met atomaire resolutie. We hebben nieuwe analysetechnieken ontwikkeld waarmee STM een picoscale-resolutie kan bereiken in de reële ruimte, en ook de momentum-ruimtestructuur van de elektronen kan onderzoeken via quasiparticleinterferentie beeldvorming. Deze simultane real-space en momentum-space informatie is een cruciale vooruitgang in het begrijpen van materialen met nanoschaal elektronische inhomogeniteit, die spontaan kunnen ontstaan door chemische doping of sterke correlaties, of opzettelijk door apparaatproductie. We hebben de eerste stappen gezet om deze elektronische beeldvormingscapaciteit uit te breiden om spin-informatie te verkrijgen, met behulp van antiferromagnetische chroom STM-tips voor beeld La1.4Sr1.6Mn2O7
naast passieve beeldvorming werkt het Hoffman-Lab aan verschillende technieken om de elektronische fasen van materialen op nanoschaal actief te manipuleren. We hebben bijvoorbeeld krachtmicroscopie gebruikt om lokaal de metaal-isolatorovergang in VO2 te induceren en om individuele magnetische vortexen in de hoge-Tc supergeleider NdFeAsO1-xFx op controleerbare wijze te herpositioneren.
het Hoffman Lab werkt ook aan de groei van nieuwe films en interfaces met behulp van moleculaire bundel – epitaxie-een techniek die de gecontroleerde depositie van een enkele atomaire laag tegelijk mogelijk maakt. We hebben een enkele laag FeSe gekweekt op SrTiO3, die supergeleidt boven 100K, bij 10x hogere temperatuur dan de bulk Tc. MBE en STM mogelijkheden zullen worden gecombineerd en verbeterd, voor atomaire precisie controle en begrip van diverse materialen.
