凝聚态物理 > 超导性
[提交于 2025年8月3日
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标题: 用于高灵敏度磁力显微镜的高级杠杆式SQUID扫描探针,具有亚100纳米的空间分辨率
标题: Advanced SQUID-on-lever scanning probe for high-sensitivity magnetic microscopy with sub-100-nm spatial resolution
摘要: 超导量子干涉装置(SQUIDs)是极其灵敏的磁强计,能够检测微弱的磁场。 将这些器件微型化并集成到扫描探针上,可以在低温下实现高分辨率成像。 在这里,我们通过结合晶圆级光刻和聚焦离子束(FIB)铣削,在单个平面硅悬臂的顶端制造出纳米尺度的铌SQUID,其内环尺寸缩小至10 nm。 这些坚固的SQUID探针克服了现有器件的许多限制,在4.2 K时可达到优于100 nm的空间分辨率、磁通量灵敏度为$0.3~\mu\Phi_0/\sqrt{\rm{Hz}}$,并在约0.5 T的磁场中运行。通过Ne或He-FIB进行纳米图案化,可以引入调制线以将磁通量耦合到SQUID,或引入第三个约瑟夫森结以改变其相位。 这种先进功能结合高空间分辨率、大磁场范围以及基于悬臂的扫描探针的易用性,将扫描SQUID显微镜的应用扩展到广泛的磁性、正常导电、超导和量子霍尔系统。 我们展示了在块状Cu$_2$OSeO$_3$表面的自旋涡旋磁成像。 通过对单个自旋涡旋成像得到的点扩散函数分析,得出半高全宽为87 nm。 此外,我们还对周期为65 nm的调制磁化图案进行了成像。
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