Laboratorul Hoffman folosește tehnici de sondă de scanare de înaltă rezoluție pentru a înțelege și controla proprietățile electronice și magnetice ale materialelor exotice, cum ar fi supraconductorii de înaltă Tc pe bază de cupru și fier, materialele topologice și oxizii de vanadiu. Microscopia de scanare a tunelurilor a fost concepută ca un instrument puternic pentru imagistica în spațiu real a stărilor electronice cu rezoluție atomică. Am dezvoltat noi tehnici de analiză prin care STM poate realiza rezoluția picoscală în spațiul real și poate, de asemenea, să sondeze structura impuls-spațiu a electronilor prin imagistica de interferență a cvasiparticulelor. Această informație simultană în spațiu real și impuls-spațiu este un progres crucial către înțelegerea materialelor cu neomogenitate electronică la scară nanometrică, care poate apărea spontan din dopaj chimic sau corelații puternice sau intenționat din fabricarea dispozitivelor. Am făcut primii pași pentru a extinde această capacitate de imagistică electronică pentru a obține informații de spin, folosind sfaturi antiferomagnetice de crom STM pentru imaginea La1.4sr1.6mn2o7
în plus față de imagistica pasivă, Laboratorul Hoffman lucrează la mai multe tehnici pentru a manipula activ fazele electronice ale materialelor la scară nanometrică. De exemplu, am folosit microscopia de forță pentru a induce local tranziția metal-izolator în VO2 și pentru a repoziționa controlabil vortexurile magnetice individuale în superconductorul NdFeAsO1-xFx de înaltă Tc.
Laboratorul Hoffman lucrează, de asemenea, la creșterea filmelor și interfețelor noi folosind epitaxia fasciculului molecular – o tehnică care permite depunerea controlată a unui singur strat atomic la un moment dat. Am crescut un singur strat de FeSe pe SrTiO3, care supraconductează peste 100k, la o temperatură de 10x mai mare decât TC în vrac. Capacitățile MBE și STM vor fi combinate și îmbunătățite, pentru controlul preciziei Atomice și înțelegerea diverselor materiale.
