Integration of a gate electrode into carbon nanotube devices for scanning tunneling microscopy
我们已经开发出一种制造工艺，将栅电极到悬浮的单壁碳纳米管结构的扫描隧道光谱研究。纳米管是通过化学气相沉积直接在金属表面上合成的。在生长过程中所涉及的高温~800 C提出了具有挑战性的问题，如表面粗糙度和结构的完整性，这在这项工作中得到解决。我们证明了有效性的门上的独立的一部分的纳米管进行隧道光谱，揭示了库仑阻塞钻石。我们的方法可以结合扫描隧道显微镜和门控电子输运碳纳米管的调查。
2005-02-21 cond-mat.mes-hall
Three-terminal scanning tunneling spectroscopy of suspended carbon nanotubes
我们已经进行了低温扫描隧道光谱测量悬浮单壁碳纳米管的栅电极允许三端光谱测量。这些测量结果显示了明确的库仑钻石以及声子辅助隧穿的侧峰。侧峰具有与主库仑峰相同的栅电压依赖性，直接证明它们是这些态的激发。
2005-04-15 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy of ultra clean carbon nanotube quantum dots
我们对单个悬浮的碳纳米管量子点进行扫描门显微镜。量子点的尺寸和位置可以从同心高电导环视觉上识别。对于本研究中使用的超净器械，明确识别出两种新效应。静电屏蔽从单个量子点产生不重叠的多组库仑环。在双量子点中，通过改变尖端电压，量子点之间的相互作用可以从弱耦合区调谐到强耦合区。
2015-08-22 cond-mat.mes-hall
Atomic Resolution Imaging of Currents in Nanoscopic Quantum Networks via Scanning Tunneling Microscopy
提出了一种利用扫描隧道显微镜（STM）对纳米量子网络中的空间电流模式进行原子尺度成像的新方法。通过测量从STM尖端流入作为尖端位置的函数的连接到网络的引线之一的电流，获得原子分辨的"当前河床"的空间图像，其空间结构反映了电子的相干流动的平衡。我们表明，这种方法可以成功地应用于各种网络拓扑结构，并对失相效应是强大的。
2012-09-18 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Microscopy Study and Nanomanipulation of Graphene-Coated Water on Mica
我们在室温下使用拉曼光谱和超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）研究了石墨烯片和白云母（云母）表面之间捕获的界面水。我们能够以原子分辨率对石墨烯-水界面进行成像，揭示了石墨烯下方捕获的水的分层网络。我们用碳纳米管的高度参考来确定水层的数量。在正常扫描条件下，水结构保持稳定。然而，在更大的电子能量下，我们能够使用STM尖端局部操纵水。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Spectroscopy of Suspended Single-Wall Carbon Nanotubes
我们已经进行了低温STM测量上的单壁碳纳米管是自由悬挂在沟槽。纳米管通过CVD生长在Pt衬底上，衬底上蚀刻有预定义的沟槽。在纳米管的独立部分上获得原子分辨率。还实现了金属和半导体纳米管的悬浮部分上的空间分辨光谱，显示叠加在局部态密度上的库仑阶梯行为。库仑阻塞峰的间距随着尖端位置的变化而变化，反映了尖端-管电容的变化。
2004-03-12 cond-mat.mes-hall
Scanning Gate Spectroscopy on Nanoclusters
研制了一种用于扫描隧道显微镜（STM）的门控探针。该探头通过在隧道尖端旁边制造的附加电极扩展了正常的STM操作。额外的电极不与样品接触，可以用作栅极。我们报告的配方用于制造隧道尖端和栅电极上的氮化硅悬臂梁。我们证明了扫描门探针的功能，通过执行单电子隧道光谱20 nm的金簇不同的栅极电压。
1999-12-09 cond-mat.mes-hall
Depth mapping of metallic nanowire polymer nanocomposites by scanning dielectric microscopy
基于金属纳米线的聚合物纳米复合材料被广泛研究作为透明和柔性电极或可拉伸导体和生物传感器。在这里，我们表明，扫描介电显微镜（SDM）可以映射的深度分布的金属纳米线内的纳米复合材料在一个非破坏性的方式。这是通过定量分析与有限元数值计算的次表面静电力显微镜测量。作为应用，我们确定了在100 - 250 nm厚的明胶膜中直径约50 nm的银纳米线的三维空间分布。在干燥环境条件下和潮湿环境条件下进行表征，在干燥环境条件下明胶显示出相对低的介电常数，约为5，在潮湿环境条件下其介电常数增加到约为14。目前的结果表明，SDM可以成为基于纳米线的纳米复合材料的一种有价值的非破坏性表面表征技术，这可以有助于优化这些材料在可穿戴电子产品、太阳能电池技术或可印刷电子产品等领域的应用。
2021-11-21 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Microscope Nanolithography on SrRuO3 Thin Film Surfaces
利用扫描隧道显微镜在室温下对SrRuO 3（SRO）薄膜表面进行了纳米级光刻。刻蚀线的深度随着偏置电压的增加而增加，但增加隧穿电流不会显著改变刻蚀线的深度。由实验数据得到的线宽随偏压的变化关系与基于场致蒸发的理论计算相一致。此外，成功地创建了三个正方形的纳米结构，显示了在SRO薄膜中制造纳米器件的能力。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping of functionalized regions on carbon nanotubes by scanning tunneling microscopy
扫描隧道显微镜（STM）为我们提供了以能量分辨方式和原子精度绘制功能化碳纳米管表面的机会。但这一潜力在很大程度上尚未开发，主要是由于样品稳定性问题阻碍了可靠的测量。在这里，我们提出了一个简单而直接的解决方案，通过将功能化的多壁碳纳米管（MWCNT）纳入几层石墨烯-纳米管复合材料中来克服这一困难。这使我们能够测量纳米管上的能量分辨隧穿电导图，这揭示了掺杂水平，管和官能团之间的电荷转移以及缺陷产生或功能化对晶体取向的依赖性。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall
All-Electronic Nanosecond-Resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics
将半导体器件小型化到少量掺杂剂可以控制器件特性的规模，需要开发能够表征其动态特性的新技术。研究单一掺杂剂需要亚纳米的空间分辨率，这促使使用扫描隧道显微镜（STM），然而，传统的STM仅限于毫秒级的时间分辨率。已经开发了几种方法来克服这个缺点。其中之一是全电子时间分辨STM，这是在这项工作中使用的纳秒分辨率研究硅中的掺杂剂动力学。这里提出的方法是广泛访问，并允许在原子尺度上的各种各样的动态的本地测量。提出了一种新的时间分辨扫描隧道光谱技术，并用于有效地搜索动力学。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetries in Scanning Tunneling Images of Carbon Nanotubes
碳纳米管的扫描隧道图像经常显示电子分布，打破了石墨烯片的局部六重对称性。我们提出了一个理论，这些图像涉及这些各向异性的非对角相关的单粒子密度矩阵，并允许一个从观察到的图像中提取这些相关性。该理论适用于低能量状态的图像反射在管的末端或点缺陷，和无缺陷的半导体管上传播的状态。后者表现出一种新颖的开关的各向异性的隧道图像的符号的隧道偏置。
1999-02-22 cond-mat.mes-hall
Structure and properties of chemically prepared nanographene islands characterized by scanning tunneling microscopy
在Pt（111）衬底上生长了典型直径为几纳米的单层石墨烯岛。扫描隧道显微镜（STM）分析表明，大多数岛是六边形的形状和扶手椅型边缘的扶手椅型边缘占主导地位。在锯齿形边缘上的原子的表观高度是增强相对于内部的原子为一个小的样品偏置电压，而这样的增强没有观察到在扶手椅边缘上的原子。这一结果提供了在Pt（111）上化学制备的纳米石墨烯岛中的空间（在锯齿形边缘处）和能量（在费米能级处）局域边缘态的实验证据。
2010-06-14 cond-mat.mes-hall
Novel graphene/Sn and graphene/SnOx hybrid nanostructures: Induced superconductivity and band gaps revealed by scanning probe measurements
基于石墨烯和金属纳米颗粒的功能复合纳米材料的开发是目前研究的热点。在本研究中，我们报道了一种新型的石墨烯/锡和石墨烯/SnOx（1 < x < 2）杂化纳米结构的制备及其扫描探针方法的研究。首先，我们通过在高度取向的热解石墨衬底上蒸发7 - 8 nm的锡来制备Sn NP。石墨烯/Sn纳米结构通过在蒸发之后立即将石墨烯转移到锡NP的顶部上来获得。我们通过扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）表明，锡纳米颗粒显着降低了石墨烯的环境p型掺杂。此外，我们通过低温STM和STS测量证明了在石墨烯中诱导超导性，无论是直接由Sn NP支撑还是悬浮在它们之间。另外，我们通过在500 ${^o}$ C下退火蒸发的锡来制备SnOx NP。在混合石墨烯/SnOx纳米结构上进行的STS测量揭示了SnOx NP的电子带隙。这一结果将为制备具有设计结构和形貌的新型混合超导纳米材料开辟新的途径。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall
Scanning probe microscopy imaging of metallic nanocontacts
我们显示了扫描探针显微镜测量控制电迁移周期之间的金属纳米接触。用于减薄工艺的纳米线通过阴影蒸发来制造。使用扫描力显微镜获得的最高分辨率约为3 nm。在前几个电迁移循环期间，形成纳米接触的整体狭缝结构。狭缝首先沿着晶界通过，然后在稍后的阶段在消耗晶粒的过程中垂直地分裂晶粒。我们发现，首先整个导线被加热，然后在变薄过程中，随着狭缝的形成，电流流过几个较小的触点，这需要较少的功率。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-Sectional Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy of Semimetallic ErAs Nanostructures Embedded in GaAs
第一次通过截面扫描隧道显微镜（XSTM）和光谱（XSTS）的生长和原子/电子结构的分子束外延（MBE）生长的ErAs纳米颗粒和纳米棒嵌入在GaAs矩阵检查。截面能够询问内部结构，并且非常适合于研究嵌入的纳米结构。嵌入式铒砷纳米结构生长的早期阶段，通过这些技术进行检查，并与以前的横截面TEM工作进行比较。还进行了ErAs纳米颗粒和纳米棒的Tunneling光谱I（V），表明这两种纳米结构都是半金属的。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Movement Induced in Nano-Ridges by Scanning Tunneling Microscopy on Epitaxial Graphene Grown on 4H-SiC(0001)
利用扫描隧道显微镜（STM）在4度切角4 H-SiC（0001）的硅表面上外延生长的多层石墨烯中发现了纳米尺度的脊。这些纳米脊只有0.1 nm高，25-50 nm宽，使它们比以前报道的脊小得多。在纳米脊附近和顶部使用双扫描技术进行原子分辨率STM，其中同时记录正向和反向图像。沿图像的前缘在两个方向上观察到明显100%放大的石墨烯晶格常数。石墨烯的水平运动，由于静电吸引STM尖端和弱键合到衬底，被认为有助于结果。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Tip-gating Effect in Scanning Impedance Microscopy of Nanoelectronic Devices
用扫描门显微镜和扫描阻抗显微镜（SIM）研究了半导体单壁碳纳米管中的电子输运。根据探头电位，SIM可以在侵入性和非侵入性模式下进行。高分辨率成像的缺陷时，探针作为一个本地门，同时作为一个静电探针的本地电位。一类弱缺陷变得可观察，即使它们位于强缺陷附近。讨论了针尖选通扫描阻抗显微镜的成像机理。
2002-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-range Scanning Tunneling Microscope for the study of nanostructures on insulating substrates
扫描隧道显微镜是一种在原子水平上研究电子性质的有力工具，但它的扫描范围相对较小，并且只能对导电样品进行操作，这使得它无法应用于研究由导电和绝缘区域组成的异质样品。在这里，我们提出了一种远程扫描隧道显微镜能够检测导电的微米和纳米结构的绝缘基板上使用的技术的基础上的尖端和样品之间的电容和进行STM研究。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Nanoscale resolution scanning thermal microscopy with thermally conductive nanowire probes
扫描热显微镜（SThM）-一种扫描探针显微镜，允许映射纳米器件中的热传输和温度，正在成为一种关键方法，可能有助于解决现代处理器中的散热问题，并开发新的热电材料。不幸的是，当前SThM实施方式在测量高热导率材料中的性能仍然有限。这些限制的原因是双重的，首先，SThM测量的高热导率材料需要足够高的探头顶端的热导率，其次，探头和样品之间的热接触的质量变得强烈影响的纳米级表面波纹的研究样品。在本文中，我们开发的SThM方法，可以解决这些复杂的问题的分析模型-通过探索高热导率纳米线作为尖端顶点，并探讨SThM探针和研究表面之间的接触电阻，后者变得特别重要时，尖端和表面都具有高热导率。我们开发的分析模型支持的有限元分析模拟和实验测试的SThM原型使用碳纳米管（CNT）在尖端顶点作为导热纳米线。这些结果阐明了从一侧的SThM探头的性能和从另一侧的热导率，探头的几何形状和其组件之间的重要关系，为克服当前的SThM的限制提供了途径。
2013-09-08 cond-mat.mes-hall
Fermi-level alignment at metal-carbon nanotube interfaces: application to scanning tunneling spectroscopy
在任何金属-碳纳米管界面处存在电荷转移，并且感生的界面场确定碳纳米管能带结构相对于金属费米能级的位置。在单壁碳纳米管（SWNT）的情况下，支持在金衬底上，我们表明，电荷转移引起的局部静电势扰动，从而引起所观察到的费米能级移动在扫描隧道光谱（STS）测量。我们还讨论了这项研究的相关性，最近的实验碳纳米管晶体管，并认为费米能级对准将是不同的碳纳米管晶体管与低电阻和高电阻接触。
1999-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning tunneling microscopy with InAs nanowire tips
砷化铟纳米线的选择性区域气相外延生长被用作扫描隧道显微镜（STM）的提示。STM针尖是通过将导线手动定位在具有亚微米精度的双裂砷化镓晶片的角上并以光刻方式接触它们来实现的，这与GaAs晶片上的进一步集成电路完全兼容。STM图像显示在Au（111）表面上的2 μ m的z-噪声和至少0.5nm的横向稳定性。I（z）光谱揭示了指示穿过真空的隧穿的指数衰减。随后的尖端电子显微镜图像表明，在STM成像过程中，金属丝几乎没有发生变化。
2012-12-20 cond-mat.mes-hall
Electronic Band Dispersion of Graphene Nanoribbons via Fourier-Transformed Scanning Tunneling Spectroscopy
用扫描隧道谱（STS）研究了Au（111）衬底上原子精确的扶手椅型石墨烯纳米带（7-AGNR），宽度为$N=7$.通过对有限长带的能量依赖型驻波模式的分析，利用傅里叶变换，可以直接得到前线电子态的色散关系。借助密度泛函理论计算，我们将态分配到7-AGNR的价带、导带和下一个空带，分别确定了$0.42\pm 0.08\,m_e$、$0.40\pm 0.18\,m_e$和$0.20\pm 0.03\,m_e$的有效质量，以及$2.37\pm 0.06$ eV的带隙.
2014-12-05 cond-mat.mes-hall
Nanoscale tip positioning with a multi-tip scanning tunneling microscope using topography images
多针尖扫描隧道显微镜（STM）是在纳米尺度上进行电荷输运测量的有力手段。利用位于样品表面的四个STM针尖，可以在专用几何配置中进行四点电阻测量。在这里，我们提出了一种替代最常用的扫描电子显微镜（SEM）成像来推断相应的尖端位置。在由光学显微镜监测的初始粗定位之后，STM扫描本身用于确定尖端间距离。一个大的STM概览扫描作为参考图。在参考标测图和小比例尺图像中识别具有单个尖端的相同地形特征，允许识别尖端位置，对于约1 $μ$ m的典型尖端间距，精度约为20 nm。为了校正STM的压电元件的非线性偏转、蠕变和滞后等效应，必须进行仔细的校准。
2022-01-27 cond-mat.mes-hall
A robust, scanning quantum system for nanoscale sensing and imaging
可控的原子尺度量子系统作为纳米成像和计量学的敏感工具具有巨大的潜力。可能的应用范围从纳米级电场和磁场传感到单光子显微镜、量子信息处理和生物成像。这种方案的核心是能够扫描和准确定位感兴趣样品的几纳米内的鲁棒传感器，同时保持传感器的量子相干性和读出保真度。这些组合的要求对于依赖于将单个固态量子系统或单分子直接接枝到扫描探针尖端上的所有现有方法来说仍然是一个挑战。在这里，我们展示了一个强大的和隔离的原子级量子传感器的扫描探针显微镜的制造和室温操作。具体来说，我们采用了高纯度，单晶金刚石纳米柱探针含有一个单一的氮空位（NV）的颜色中心。我们通过进行定量纳米级磁场成像和近场单光子荧光淬灭显微镜来说明我们的扫描NV传感器的多功能性和性能。在这两种情况下，我们获得的成像分辨率在20 nm的范围内和灵敏度前所未有的扫描量子探针显微镜。
2011-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterization of nanometer-sized, mechanically exfoliated graphene on the H-passivated Si(100) surface using scanning tunnelling microscopy
我们已经开发了一种通过将石墨机械剥离到Si（100）-2x1：H表面上来沉积具有2-10 nm的最小横向尺寸的石墨烯单层和双层的方法。纳米尺寸单层石墨烯的室温、超高真空（UHV）隧道光谱测量揭示了尺寸相关的能隙范围为0.1-1 eV。此外，石墨烯层的数量可以直接从扫描隧道显微镜（STM）的形貌轮廓确定。这一原子学研究为探索纳米石墨烯的电子结构提供了实验基础，有助于石墨烯基纳米电子学的发展。
2007-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualization of Au Nanoparticles Buried in a Polymer Matrix by Scanning Thermal Noise Microscopy
我们展示了可视化的金纳米颗粒埋在300 nm的聚合物基质的热噪声光谱的测量与尖端接触的聚合物表面的微悬臂梁。表面下的Au纳米颗粒被检测为反映聚合物表面的粘弹性的接触刚度和阻尼的变化。接触刚度的变化与简单的一维模型的有效刚度一致，这与该技术的最大深度范围远远超出接触应力场的范围的事实是一致的。
2016-09-10 cond-mat.mes-hall
Nanoscale magnetic field mapping with a single spin scanning probe magnetometer
我们展示了定量磁场映射与纳米级分辨率，通过施加锁定技术上的电子自旋共振频率的一个单一的氮空位缺陷放置在顶点的原子力显微镜针尖。此外，我们还报道了一种对大离轴磁场敏感的全光磁成像技术，从而扩展了金刚石基磁测量的操作范围。这两种技术都说明了使用磁硬盘作为测试样本。由于磁探针的非微扰和定量性质，这项工作应该在纳米磁学和自旋电子学中开辟许多前景。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall
Direct Mapping of Local Seebeck Coefficient in 2D Material Nanostructures via Scanning Thermal Gate Microscopy
低维材料基纳米结构和器件中塞贝克系数的局部变化在其热电性能中起着重要作用。不幸的是，目前大多数热电测量探测作为一个整体的设备的聚合特性，未能观察到的局部变化和内部结构的影响。这种变化可以由局部缺陷、几何形状、电接触或界面引起，并且通常显著影响热电性质，在二维（2D）材料中最深刻。在这里，我们使用扫描热门显微镜（STGM），一种非侵入性方法，不需要纳米级尖端和探测样品之间的电接触，以获得石墨烯样品中热电压的纳米级分辨率2D图。我们研究了单层和双层石墨烯之间形成的结，并确定了内部应变和费米能级钉扎的接触，使用反卷积方法直接映射局部塞贝克系数的影响。这种新方法为深入了解2D材料、纳米结构和器件中的热电行为和现象铺平了道路。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
Investigations of local electronic transport in InAs nanowires by scanning gate microscopy at helium temperatures
在目前的文件中，一组实验致力于调查的本地电子输运在未掺杂的InAs纳米线在氦温度下的带电原子力显微镜针尖的存在下。研究了无缺陷和具有内部隧穿势垒的纳米线。在系统中的各种载体浓度和接触线界面的不透明度下进行测量。详细研究了整个体系的库仑阻塞机制，包括负微分电导率。与开放接触的情况下，一个隧道势垒和未分割的导线也得到解决。特别注意最近观察到的准周期驻波。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Conductance response of graphene nanoribbons and quantum point contacts in the scanning probe measurements
我们提供了一个理论研究的电导响应系统的基础上石墨烯纳米粒子的扫描探针的电位。这项研究是基于量子传输边界方法的实施的紧束缚哈密顿量的朗道方法，并涵盖均匀的纳米带，它们的非对称窄化和量子点接触的各种配置文件。在低费米能量的响应图解决形成的n-p结引起的探测电位和存在的非均匀带的边缘的扶手椅段。对于纳米带的非对称变窄，扫描探针解决了与系统的较窄部分的最高子带内的反向散射相关的驻波的形成。包含长收缩的QPC支持形成局部共振，诱导在费米能量中重入的电导峰系统，具有可以通过电导映射解析的概率密度的形式。对于较短的收缩，探针诱导收缩内的平滑电导最小值。一般来说，除了低能输运能隙之外，在带的较宽部分中，系统的电导的变化与较窄部分相比是低的。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall
Planar scanning probe microscopy enables vector magnetic field imaging at the nanoscale
University of Rostock（罗斯托克大学）；Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）；Walther-Meißner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften（瓦尔特-迈斯纳研究所，巴伐利亚科学院）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
利用NV中心实现薄 films 磁性异质结构中磁涡的三维矢量磁场成像，无需样品侧纳米级微加工。
2024-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scanning gate microscopy in graphene nanostructures
系统地研究了石墨烯纳米带和纳米收缩体在扫描栅显微镜针尖作用下的电导。使用非侵入性探头的散射方法，由尖端电位扰动引起的第一和第二阶电导校正明确表示在未扰动结构的散射状态。数值计算证实了微扰的结果，表明二阶项占主导地位的电导平台，表现出普遍的扶手椅石墨烯带的标度律。对于更强的提示，在特定的探针电位的宽度和强度超出了微扰制度，电导修正揭示了外观的共振起源于状态下被困的提示。扶手椅金属条的零横向能量模式被示出为对探针的长程静电势不敏感。对于在条带上定义的纳米收缩，扫描门显微镜允许洞察电导量化的击穿。一阶校正一般占主导地位，在低尖端强度，而费米能量与微弱的电导平台，二阶校正成为占主导地位的相对较小的潜在尖端强度。根据部分局域态密度的空间依赖性，最大的尖端效应发生在收缩的中心部分，靠近边缘。纳米带和nanoconstrictions与锯齿形的边缘表现出类似的反应，在扶手椅纳米结构的情况下，除了当谷间耦合诱导的尖端电位破坏手性边缘状态。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall
Scanning nano-spin ensemble microscope for nanoscale magnetic and thermal imaging
基于固态自旋的量子传感器在从基础物理和化学到生物医学成像的广泛领域提供了巨大的机会。然而，将它们集成到扫描探针显微镜中以实现实用的纳米级量子成像是一项极具挑战性的任务。最近，在金刚石中使用单自旋结合原子力显微镜技术已经允许朝着这个目标取得重大进展，但这种方法的推广到目前为止一直受到阻碍，由长的采集时间或同时地形信息的缺乏。在这里，我们报告的扫描量子探针显微镜，解决了这两个问题，通过采用纳米自旋合奏托管在纳米金刚石。这种方法在采集时间上提供了高达一个数量级的增益，同时保留了量子传感器和地形图像的亚100 nm空间分辨率。我们展示了这种显微镜的两个应用。我们首先通过自旋共振光谱和自旋弛豫法，在环境条件下的磁赤铁矿颗粒的纳米级集群的图像。我们的图像显示快速磁场波动，除了一个静态的组成部分，表明存在超顺磁性和铁磁性粒子。接下来，我们展示了一种新的成像方式，其中纳米自旋系综被用作温度计。我们使用这种技术来映射激光照射单个金纳米粒子在流体环境中产生的光致加热。这项工作为量子探针显微镜的新应用铺平了道路，例如操作微电子设备的热/磁成像和细胞膜中离子通道的磁检测。
2015-12-31 cond-mat.mes-hall
Epitaxial Graphene Nanoribbons on Bunched Steps of a 6H-SiC(0001) Substrate: Aromatic Ring Pattern and Van Hove Singularities
我们报告了在6 H-SiC（0001）衬底的成束台阶阵列上生长的石墨烯纳米带的扫描隧道显微镜和光谱研究。我们的石墨烯纳米带在台阶上的扫描隧道显微镜图像具有（sqrt（3）x sqrt（3））R30°芳香环图案，其定义了我们的扶手椅纳米带。这与基于密度泛函理论的模拟是一致的。作为一维电子结构的另一个特征，在相应的扫描隧道光谱中，我们发现了发达的，尖锐的范霍夫奇点。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall
3D nano-bridge-based SQUID susceptometers for scanning magnetic imaging of quantum materials
设计并制作了一种新型超导量子干涉仪，用于量子材料的磁成像。2结SQUID传感器采用3D Nb纳米桥制造的电子束光刻。SQUID的两个反绕平衡拾波回路可以进行梯度测量，并且它们被一个用于磁化率测量的单匝场线圈包围。SQUID的最小拾波环直径为1 $μm$，在100 Hz时通量噪声约为1 $μΦ_0/\sqrt{Hz}$。我们演示了扫描磁力仪，电流磁力仪和电流磁力仪上的一些测试样品使用这些纳米SQUID。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Honeycomb lattice of graphite probed by scanning tunneling microscopy with a carbon nanotube tip
碳纳米管（CNT）针尖是通过化学气相沉积在蚀刻钨丝的顶点处制造的，并用于扫描隧道显微镜。在T=79 K时，用CNT针尖分辨STM图像中的石墨蜂窝晶格。源自CNT的p轨道的优异空间分辨率是STM图像中石墨蜂窝晶格的图像的原因。CNT尖端对于晶格常数小的样品的成像是有用的，并且由于其具有尖锐的p轨道的优越空间分辨率，可以获得具有轨道排序的样品中的轨道信息。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Thermometry
纳米尺度系统的温度成像是一个具有无数潜在技术应用的基本问题。例如，纳米级冷点可用于点冷却电子元件，而热点可用于精确激活化学或生物反应。更重要的是，对量子相干导体中的温度场进行成像可以提供关于最小尺度下的热流和耗散的丰富信息。然而，尽管技术取得了重大进展，但温度成像的空间分辨率仍然在几纳米范围内。在这里，我们提出了一种方法来映射电子温度的变化，在操作纳米级导体仅仅依靠电隧道电流测量。扫描隧穿温度计由于其在隧穿状态下的操作，将能够映射亚埃温度变化，从而将扫描测温的分辨率提高约两个数量级。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional nanoscale imaging of gadolinium spins via scanning probe relaxometry with a single spin in diamond
用顺磁离子标记分子的自旋是确定分子结构的一种重要方法，然而目前的系综技术缺乏检测少数孤立自旋的灵敏度。在这封信中，我们展示了二维纳米成像的顺磁性钆化合物使用扫描弛豫法的一个单一的氮空位（NV）中心的钻石。附着于原子力显微镜尖端的钆喷酸葡胺可控地与NV中心相互作用并由NV中心检测，这是由于NV在由钆中的电子自旋翻转产生的波动磁场中表现出快速弛豫的事实。使用这种技术，我们证明了NV中心的$T_1$弛豫时间减少了两个数量级以上，探测的空间分辨率为20 nm。我们的研究结果显示了该技术的可行性，用于对附着在复杂纳米结构或生物分子上的单个自旋进行成像，以及研究孤立自旋的磁动力学。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
3D nanostructuring of La0.7Sr0.3MnO3 thin film surfaces by scanning tunnelling microscopy
利用扫描隧道显微镜对La0.7Sr0.3MnO3薄膜进行了纳米尺度的三维表面修饰。据证明，有明确定义的偏置电压和扫描速度的组合，允许受控的表面结构。可以获得尺寸低至1.5 nm的横向结构。此外，可以以半个单位晶胞的精度可再现地控制蚀刻深度，使得能够设计3D表面结构和通过蚀刻控制La0.7Sr0.3MnO3的表面终止。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning-gate microscopy of semiconductor nanostructures: an overview
本文介绍了扫描门显微镜应用于电子输运通过掩埋半导体纳米结构的成像的概述。在简要描述了该技术及其可能的工件后，我们总结了文献中发现的一些最具指导意义的成就，并对我们自己的研究进行了更新。它集中在低磁场Aharonov-Bohm制度和高场量子霍尔制度的GaAs基量子环的成像。在所有给出的例子中，我们强调如何本地探针的方法是能够摆脱新的，或互补的，光传输现象，通常是通过宏观电导测量研究。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall
Imaging the formation of a p-n junction in a suspended carbon nanotube with scanning photocurrent microscopy
我们使用扫描光电流显微镜（SPCM），调查个人悬浮半导体碳纳米管器件的电位分布是通过本地门工程。原位可调的pn结可以在沿纳米管轴的任何位置产生。结合SPCM与运输测量允许详细的微观研究的能带轮廓的演变作为栅极电压的函数。在这里，我们研究的出现，一个p-n和n-p结的n型晶体管沟道使用两个局部栅极。在这两种情况下的I-V曲线记录的栅极配置对应的形成的p-n或n-p结的SPCM测量揭示了一个明确的过渡电阻整流制度。整流曲线可以很好地拟合肖克利二极管模型与串联电阻，并揭示了一个明确的理想二极管的行为。
2011-09-02 cond-mat.mes-hall
Localized electromechanical interactions in ferroelectric P(VDF-TrFE) nanowires investigated by scanning probe microscopy
我们调查的机电相互作用在个别P（VDF-TrFE）纳米线响应本地化的电极化通过一个导电的原子力显微镜针尖。极化前后的压电系数和弹性模量的空间分辨测量揭示了显着的依赖于极化场的极性，显着缺乏在相同的组合物的薄膜。这些观察结果归因于纳米线的非夹紧性质以及其与尖端和底层衬底的化学和电相互作用中的固有不对称性。我们的研究结果提供了深入了解的机制，极化/开关的聚合物纳米线铁电器件的性能至关重要。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal properties of SnSe nanoflakes by AFM-based Scanning Thermal Microscopy measurements
本文利用AFM扫描热显微镜测量5–40 nm厚SnSe纳米薄片，发现热阻随厚度增加而增大，证明其热输运遵循傅里叶定律，并归因于室温下约5 nm的短声子平均自由程。
2024-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Scanning Thermo-ionic Microscopy: Probing Nanoscale Electrochemistry via Thermal Stress-induced Oscillation
电化学材料发展面临的一个普遍挑战是我们缺乏对10-100 nm范围内局部长度尺度的物理和化学过程的理解，而获得这种理解需要新一代成像技术。在这篇文章中，我们介绍了扫描热离子显微镜（STIM）探测局部电化学在纳米尺度上，用于成像的Vegard应变通过热应力激发。由于离子振荡是由应力而不是电压驱动的，因此响应对机电、静电和电容效应不敏感，并且它们不受全局电流扰动的影响，从而使操作中测试成为可能。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A subKelvin scanning probe microscope for the electronic spectroscopy of an individual nano-device
我们提出了一种结合扫描力和隧道显微镜工作在稀释冰箱，是优化的个别电子纳米器件的研究。该设备配备有商业压电定位器，能够在非常低的温度下将探针下方的样品位移数百微米，而不会过度加热。原子力显微镜的基础上的音叉谐振器探针用于低温精确对准的尖端与一个单独的设备。我们证明了混合约瑟夫森结的局域隧道光谱作为其电流偏置的函数。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Dynamic Imaging of Au-nanoparticles via Scanning Electron Microscopy in a Graphene Wet Cell
液体环境中的高分辨率纳米成像对于研究生物和化学系统中的分子相互作用至关重要。特别是，电子显微镜是纳米级成像的黄金标准工具，但其高真空要求使应用于液体样品极具挑战性。在这里，我们提出了一种新的基于石墨烯的湿电池装置，其中可以直接在液体环境内进行高分辨率SEM（扫描电子显微镜）和能量色散X射线（EDX）分析。石墨烯是一种理想的膜材料，因为其高透明度，导电性和机械强度可以支持SEM的高真空和接地要求，同时实现最大的分辨率和信号。特别地，我们获得了在石墨烯湿电池内经历布朗运动的纳米颗粒的高分辨率（< 5 nm）SEM视频图像和在液体环境中的纳米颗粒组合物的EDX分析。我们获得的分辨率超过目前的传统氮化硅器件在更高的电子剂量下在SEM和TEM中成像。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Flux focusing with a superconducting nano-needle for scanning SQUID susceptometry
针对平面型片上nano-SQUID空间分辨率受限的问题，研究人员通过飞秒激光3D光刻制备带超导壳的纳米针，实现磁通聚焦，提升了磁测量与磁化率测量的空间分辨率，验证了超导3D纳米结构与片上约瑟夫森器件集成的可行性。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Scanning Gate Spectroscopy of transport across a Quantum Hall Nano-Island
我们探讨了通过一个超小量子霍尔岛（QHI）形成的封闭量子霍尔边缘态和连接到传播边缘通道通过隧道势垒的输运。扫描门显微镜和扫描门光谱被用来首先定位，然后研究一个单一的QHI附近的量子点接触。在光谱中库仑钻石的存在证实了库仑阻塞控制着穿过QHI的输运。通过改变显微镜尖端的偏压以及整个设备的电流偏置，我们发现了QHI离散能谱所产生的电子约束，我们提取的约束势和边缘状态的速度的梯度的估计。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scanning tunneling microscopy and spectroscopy of nanoscale twisted bilayer graphene
纳米级扭曲双层石墨烯（TBG）是非常不稳定的，并且会以低得多的能量将其结构转变为Bernal（或AB堆叠）双层。因此，纳米TBG的缺乏使其电学性质至今无法在实验中得到验证。在这项工作中，一个特殊的限制TBG中获得的两个连续的错位石墨烯片的重叠区域。TBG的受限区域的宽度从约22 nm逐渐变化到0 nm。利用扫描隧道显微镜，我们仔细研究了纳米TBG的结构和电子性质。我们的结果表明，纳米级TBG的平移对称性破缺对低能电子性质（包括扭转诱导的范霍夫奇异性（VHS）和局域态密度的空间调制）产生了强烈的影响。然而，当TBG的宽度减小到只有一个莫尔斑时，VHS能量以上的电子性质几乎不受量子限制的影响。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanomaterial datasets to advance tomography in scanning transmission electron microscopy
材料科学中的电子层析成像随着在三维（3D）中表征纳米材料的需求而蓬勃发展。获得实验数据对于开发和验证重建方法至关重要，这些方法可以提高分辨率并降低辐射剂量要求。这项工作提出了五个高质量的扫描透射电子显微镜（STEM）断层扫描数据集，以解决在这一领域的开放获取数据的关键需求。这些数据集代表了实验技术的当前限制，具有高质量，并且包含具有结构复杂性的材料。包括一个超支化的Co2P纳米粒子的断层扫描系列，在整个180°倾斜范围内成像的碳纳米纤维上的铂纳米粒子，通过等斜率断层扫描以原子分辨率成像的铂纳米粒子和钨针，以及PtCu纳米粒子的通过焦点倾斜系列。提供了每个数据集的体积重建，用于比较和开发后处理和可视化技术。有兴趣创建新的数据处理和重建算法的研究人员现在可以访问最先进的实验测试数据。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Nanoscale Electric Phenomena at Oxide Surfaces and Interfaces by Scanning Probe Microscopy
扫描探针显微镜用于研究和量化两类氧化物系统中的纳米级电学现象，即电活性晶界处的输运和铁电材料的表面行为。结合传统SPM的空间分辨率和常规电学测量的精度，发展了扫描阻抗显微镜（SEM）来研究界面的电容和局部C-V特性。SPM的SrTiO 3晶界结合变温阻抗谱和I-V测量允许找到和理论上证明电场抑制钛酸锶中的电活性界面附近的介电常数的影响。类似的方法被用来研究铁电性能和交流和直流输运行为在一些多晶氧化物。第二部分研究了局域电荷密度对铁电表面化学和物理性质的影响。用变温SPM法测定了吸附的动力学和热力学参数。压电响应力显微镜用于铁电表面上的畴图案的工程。铁电表面的局域光化学活性是一种新的制备金属纳米结构的工具。
2002-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-tip near-field scanning thermal microscopy
提出了一个理论来描述在近场区的热通量的相互作用的纳米发射器在真空中或以上的固体表面保持在不同的温度。我们表明，这种热能可以集中，甚至放大的斑点，比那些获得一个单一的热源。我们还证明了使用特定的几何配置局部泵热的可能性。这些身体效应为多尖端近场扫描热显微镜铺平了道路，该显微镜可以在纳米级热管理，热辅助数据记录，纳米级热成像，热容测量和纳米物体的红外光谱等领域中找到广泛的应用。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Supercurrent modulation in InSb nanoflag-based Josephson junctions by scanning gate microscopy
本文利用扫描门显微镜首次在InSb纳米旗基约瑟夫森结中调控超流电流，揭示了超导弱连接局部操控的可行性。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
