Magnon-polaron mediated spin Seebeck effect in altermagnets
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）
本文研究交变磁体在外磁场下的自旋塞贝克效应，发现其沿面内方向呈现显著各向异性，且磁弹耦合产生的共振峰可增强对交磁序的区分度，为实验探测提供新途径。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall
Damping of parametrically excited magnons in the presence of the longitudinal spin Seebeck effect
最近的几篇报道讨论了纵向自旋Seebeck效应（LSSE）对磁绝缘体/非磁性金属双层膜中磁振子阻尼的影响。然而，这些实验的结果可能会被测得的线宽内的多模激发模糊。为了避免可能的模间干扰，我们研究了在铂覆盖的钇铁石榴石（YIG）薄膜中的单个磁振子组的阻尼通过测量其参数激发的阈值。探测了偶极和交换自旋波分支。结果表明，在微米厚的YIG薄膜中，LSSE相关的自旋波阻尼修正太弱，以至于在实验可获得的波矢的整个范围内都无法观察到。同时，YIG层的平均温度的变化，这可能会出现通过施加温度梯度，强烈修改阻尼值。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall
Interactions between two C60 molecules measured by scanning probe microscopies
利用扫描隧道显微镜和原子力显微镜对Cu（111）表面的C60分子进行了探针研究。当两个分子的一个[6，6]键面对另一个分子的一个六边形时，观察到最大吸引力。包括参数化范德华相互作用的密度泛函理论计算证实了观察结果。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall
Virtual Scanning Tunneling Microscopy: A Local Spectroscopic Probe of 2D Electron Systems
我们提出了一种新的探针技术，能够在半导体异质结构中的二维电子系统（2DES）上进行局部低温光谱。由预测的空间结构的电子相位的动机，探针使用带电的金属尖端，以诱导电子隧道局部，直接低于尖端，从一个“探针”2DES到一个“主题”2DES的利益。我们测试这个概念与大面积（非扫描）隧道测量，并预测一个高的空间分辨率和光谱能力，在主题2DES的物理影响最小。
2010-08-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric transport of mesoscopic conductors coupled to voltage and thermal probes
我们调查的相位相干导体的热电势（塞贝克系数）的退相和非弹性过程的影响下的基本属性。通过系统的传输是由施加在两个端子之间的偏压或热梯度引起的。非弹性散射建模与援助的一个额外的探头作为一个理想的电位计和温度计。我们发现，非弹性散射降低了导体的热电势，更出乎意料的是，产生磁场的不对称性的塞贝克系数。后一种效应被证明是索末菲展开中的高阶效应。我们讨论我们的结果使用两个说明性的例子。首先，我们考虑一个通用的介观系统内描述的随机矩阵理论和证明，热功率波动消失迅速探测模式的数量增加。第二，在弹道微结的量子极限中明确地计算了不对称性。我们发现，非对称散射强烈增强的效果，并讨论了其依赖于温度和费米能量。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Magnetic field induced modulation of heat transport in CrPS$_4$ probed by TaIrTe$_4$ transverse Seebeck thermometry
University of Groningen（格罗宁根大学）；Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室）；School of Physics and Astronomy, University of Leeds（利兹大学物理与天文学院）
本研究采用TaIrTe₄横向塞贝克测温法，探测到CrPS₄中与磁转变相关的热输运受磁场调制的现象，为热输运的磁调控提供了高灵敏度的全范德华平台。
2026-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Autonomous Scanning Probe Microscopy in-situ Tip Conditioning through Machine Learning
原子尺度的表征和操作与扫描探针显微镜依赖于使用原子尖锐的探针。在这里，我们提出了基于机器学习的自动化方法来自动检测和修复扫描隧道显微镜探针的质量。作为一个模型系统，我们采用这些技术在技术上相关的氢封端的硅表面，训练网络识别异常的表面悬挂键的外观。在测试的机器学习方法中，卷积神经网络的准确率最高，在97%的测试案例中实现了对降级提示的积极识别。通过采用多点比较和多数表决，该方法的准确性提高到99%以上。这里描述的方法可以很容易地推广到其他材料系统和纳米成像技术。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall
Scanning probe microscopy with chemical contrast by nanoscale nuclear magnetic resonance
扫描探针显微镜是最通用的窗口之一，进入世界，提供成像访问各种样品的属性，这取决于所采用的探针。隧道探针映射样品的电子特性，磁性和光子探针成像其磁性和介电结构，而尖锐的尖端探针的机械特性，如表面形貌，摩擦或刚度。然而，大多数这些可观测的数据只有在有限的情况下才能获得。例如，电子特性只能在导电样品上测量，而原子分辨率力显微镜需要在真空或液体环境中仔细制备样品。在这里，我们展示了一种扫描探针成像方法，该方法将可访问量的范围扩展到在环境条件下对任意样品（包括绝缘材料）进行操作的化学物质的无标记成像。此外，它还提供三维深度信息，从而揭示地下特征。我们实现了这些结果记录核磁共振信号从样品表面与最近推出的扫描探针，一个单一的氮空位中心的金刚石。我们展示了10 nm分辨率的NMR成像，并通过将氟与富氢区域分离来实现化学特异性对比。我们的结果打开了大门，扫描探针成像的化学成分和原子结构的任意样品。具有这些能力的方法将在材料科学中找到广泛的应用，甚至在生物样品上，甚至在单个大分子的水平上。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall
Spectral non-uniform temperature, non-local heat transfer, and the spin Seebeck effect
本文提出了一个由亚热非局域声子热传递和光谱非均匀温度分布驱动的自旋Seebeck效应的理论。该理论解释了这种效应的非局部行为，其原因是存储能量（热）的声子和传递能量（亚热）的声子位于光谱的不同部分，并且具有非常不同的动力学。这引起了光谱声子分布函数，偏离局部平衡沿基板和边界条件是敏感的。该理论还预测了铁磁金属中的效应的非磁振子起源，与最近的实验观察一致。从衬底到Pt探针和向后的热流的平衡导致由本地热声子拖曳的自旋极化电子产生的可测量的垂直自旋电流。我们预测特定的样本长度限制和其他依赖性，可以通过实验探测，并获得正确的影响幅度。
2013-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical analysis of a dual-probe scanning tunneling microscope setup on graphene
实验进展允许包括多个探针来测量样品表面的传输特性。我们开发了一个理论的双探针扫描隧道显微镜使用格林函数形式主义，并将其应用到石墨烯。在有限长度尺度上对局部传导性质进行采样，得到真实空间电导图，其显示了原始石墨烯系统的各向异性和孤立杂质存在下的量子干涉效应。实空间电导图的傅里叶变换的光谱特征包括可以与不同散射过程相关的特性。我们计算了具有不同边缘几何形状或高度波动的石墨烯系统的电导图，以确定非理想石墨烯样品对双探针测量的影响。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Low-temperature scanning probe microscopy using a tuning fork transducer
我们研制了一种工作温度为4.2K的石英音叉低温扫描探针显微镜。一个商业悬臂的硅尖被连接到音叉的一个叉上。利用金属涂层，可以向尖端施加电势以感测样品中的电荷分布，而利用磁性涂层尖端，可以执行磁力成像。对于粗接近机构，我们开发了一种可靠的低温步行机，材料成本低，加工简单。我们获得了室温下硼纳米线和低温下磁性纳米结构的库仑力图像。对于提升模式扫描，我们采用了频率检测模式的第一次地形扫描和相位检测模式的第二次提升扫描。
2006-04-18 cond-mat.mes-hall
Conductance of a Quantum Point Contact in the presence of a Scanning Probe Microscope Tip
利用递归格林函数方法，研究了扫描探针显微镜针尖作用下量子点接触的相干电子电导。得到了不同宽度量子点接触内部相干条纹的图像。研究发现，只要针尖位于与特定通道相对应的位置，该通道的电导会降低，而其他通道的电导不会受到影响。此外，通过增加器件两端的温度或电压来平滑相干条纹。我们的结果与Topinka等人报道的实验一致。[Science 289，2323（2000）]。
2002-08-27 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
Scanning qubit probe of edge states in a topological insulator
在这项工作中，我们提出了一种新的基于量子位的传感器，能够表征低维系统中的拓扑边缘状态。研究了一个复合系统，该系统由一个量子比特耦合到一个拓扑非平凡的Su-Schrieffer-Heeger链，该链位于半无限的铅通道之间。这个量子位探针利用退相干动力学，在弱耦合框架下，与环境的局部态密度有关。因此，沿着样品的量子位退相干率测量提供了提取边缘状态分布的手段。环境对量子比特子空间的影响被有效的投影处理所捕获，从而得到一个解析的退相干率表达式。我们证明了扫描量子位探针识别和产生一个完整的空间表征的复合系统内的拓扑边缘状态。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response from grain boundaries and lattice distortions in crystalline gold devices
导体中的电子塞贝克响应涉及载流子的能量依赖平均自由程，并且受到晶体结构、来自边界和缺陷的散射以及应变的影响。以前的光电（PTE）的研究表明，多晶金属纳米线的热电性能与晶粒结构有关，虽然直接的证据连接晶体微观结构的PTE响应是很难阐明。在这里，我们表明，室温扫描的PTE测量是敏感的探针，可以检测到微妙的变化，在当地的塞贝克系数的金与底层的缺陷和应变，介导晶体变形。这种连接是通过结合扫描PTE和电子显微镜测量的单晶和双晶金微尺度设备。出乎意料的是，光电压图强烈相关的逐渐变化的晶体学的电子背散射衍射检测到的取向差。单个晶界和不同的晶粒取向对PTE信号的影响是最小的。这种扫描PTE技术显示出识别纳米材料和器件中微小结构扭曲的希望。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Geometrically Enhanced Thermoelectric Effects in Graphene Nanoconstrictions
纳米结构和量子限制对材料热电性能的影响已被广泛研究。虽然这可能在可实现的品质因数方面取得多项突破，但经典限制及其对局部塞贝克系数的影响大多被忽略，因为由于局部测量小温度梯度的复杂性，珀尔帖效应一般也被忽略。在这里，我们报告说，减少石墨烯通道的宽度为100纳米的变化塞贝克系数的数量级。使用扫描热显微镜使我们能够探测电接触石墨烯双端器件的局部温度或局部加热样品。我们发现，在单层和双层石墨烯的收缩促进空间相关的梯度塞贝克和珀耳帖系数，证明了明显的热电压$V_{th}$和加热/冷却响应$ΔT_{Peltier}$，分别。这种几何形状依赖的效应，以前在2D材料中没有报道过，对石墨烯中图案化纳米结构的测量具有重要意义，并指出了电子石墨烯设备或单一材料热电偶概念中有效热管理的新解决方案。
2018-11-29 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
Signature of chirality in scanning-probe imaging of charge flow in graphene
我们从理论上提出直接观察的手性性质的载流子在石墨烯单层和双层内的受控散射实验。位于电容耦合扫描探针显微镜（SPM）针尖上的电荷作为散射中心，在石墨烯片上具有可控的位置。单层和双层石墨烯中的颗粒的手性的不耐候特征在存在这种散射中心的情况下在弹道输运中出现。为了从理论上模拟SPM尖端产生的光滑势的散射，我们在一阶玻恩近似下建立了散射形式。我们计算通过一个设备与SPM尖端之间的两个收缩（量子点接触）作为尖端位置的函数的电流。
2008-02-07 cond-mat.mes-hall
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
Advancing Scanning Probe Microscopy Simulations: A Decade of Development in Probe-Particle Models
本文综述了探针-粒子模型十年发展，介绍开源ppafm软件包最新版在精度、计算性能和易用性上的提升，并展示其在nc-AFM模拟及机器学习原子结构恢复等应用中的广泛价值。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall
Electron interferometer formed with a scanning probe tip and quantum point contact
我们展示了在二维电子气中量子点接触（QPC）和扫描栅显微镜（SGM）针尖之间的电子干涉仪。QPC和SGM尖端充当损耗腔的反射屏障;因此，通过系统的电导作为QPC和SGM尖端之间的距离的函数而变化。我们表征如何温度，电子波长，腔长，QPC屏障的反射率影响的干涉仪。我们报告棋盘格干涉图案附近的QPC和，当注入电子以上或以下的费米能量，退相的影响。
2010-09-19 cond-mat.mes-hall
Quantifying the Temperature of Heated Microdevices Using Scanning Thermal Probes
对微器件的温度进行量化对于探测纳米尺度的能量传输是至关重要的，这种量化通常通过将电阻温度计集成到微器件中来实现。然而，这样的温度计经常变得结构不稳定，并且由于在升高的温度下的热应力而失效。在这里，我们展示了定制的扫描热探针（STP），具有尖锐的尖端和集成的加热器/温度计，可以准确地测量在高温下保持的微器件的温度。该测量方法是在微器件与STP的针尖接触后，向STP引入调制热输入，并表征STP温度的直流和交流分量，通过简单的集总电容模型，从这些测得的温度分量中推导出针尖到样品的热阻和微器件表面温度。这里提出的进步可以大大方便各种加热的微型器件的温度测量。
2021-02-08 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
Spin current at a magnetic junction as a probe of the Kondo state
本文研究了铁磁绝缘体和沉积在正常金属上的磁性杂质之间的结中的自旋塞贝克效应和自旋抽运。通过数值重整化群计算，我们发现近藤效应增强了自旋流。该自旋电流通过与近藤温度相当的温度或磁场的增加而被抑制。我们的结果表明，自旋输运可以作为强关联系统中自旋激发的直接探针。
2021-09-07 cond-mat.mes-hall
Influence of surface relaxations on scanning probe microscopy images of the charge density wave material 2H-NbSe$_2$
本研究结合扫描探针显微实验与密度泛函理论计算，揭示2H-NbSe$_2$中表面Se原子位移及不同相互作用对3×3电荷密度波图像衬度的影响。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall
Low-temperature-compatible tunneling-current-assisted scanning microwave microscope utilizing a rigid coaxial resonator
提出了一种隧道电流辅助扫描近场微波显微镜的设计方案。为了在低温下稳定运行，制造小型且刚性的微波探针是重要的。我们的同轴谐振探头长度约为30 mm，可以安装在超导磁体的2英寸孔内。探头设计包括一个绝缘接头，可在不降低品质因数的情况下分离直流和微波信号。通过将SMM应用于电不均匀超导体的成像，我们获得了空间分辨率约为200 nm的微波响应的空间分布。此外，我们提出了一个简单的集总元件电路模型的基础上，随着具有不同的电导率的硅片的近场微波测量的SMM探针的分析。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall
Two-probe theory of scanning tunneling microscopy of single molecules: Zn(II)-etioporphyrin on alumina
我们从理论上探讨了使用两个本地探针的框架，在衬底上的单分子的扫描隧道显微镜。这个框架是适当的尖端/分子/基板系统，其中分子和导电基板之间的薄绝缘层传输电子不均匀，从而限制电子传输之间的分子和基板横向到一个纳米级区域的大小显着小于分子的研究电子流。尖端-分子耦合和分子-衬底耦合被视为在同一个立足点上，作为局部探针的分子，与电子流建模使用李普曼-施温格格林函数散射技术。STM图像模拟的固定（基板）探针下面的Zn（II）-etioporphyrin I分子的各种位置。我们发现，这些图像有很强的依赖于衬底探针的位置，表明电子流可以强烈依赖于尖端的位置和占主导地位的分子-衬底耦合的位置。STM图像的差异解释在每种情况下，介导电子流的分子轨道。最近的实验结果，显示STM拓扑图的Zn（II）-etioporphyrin I氧化铝/NiAl（110）强烈依赖于衬底上的单个分子被探测，解释使用这个模型。还提出了进一步的实验测试模型。
2005-10-04 cond-mat.mes-hall
Scanning magnetic field microscope with a diamond single-spin sensor
我们描述了一种扫描设备，其中一个单一的自旋被用作超灵敏，纳米级磁场传感器。作为这种“探针自旋”，我们考虑一个单一的氮空位缺陷中心的金刚石晶体，连接到扫描设备的尖端。通过光学监测其电子顺磁共振跃迁来检测探针自旋所看到的局部场的变化。室温扫描装置可用于执行纳米级磁共振成像和光谱学，以及用于表征低至单原子水平的磁性纳米结构。
2008-09-23 cond-mat.mes-hall
Atomic-scale spin sensing with a single-molecule at the apex of a scanning tunneling microscope
扫描探针技术的最新进展依赖于通过单个分子对探针尖端终止的化学官能化。这种方法的成功打开了通过磁性分子的功能化引入自旋灵敏度的诱人前景。在这里，我们使用的nickelocene终止的提示（NC提示），它提供了可能性的扫描隧道显微镜（STM）的尖端顶点上产生自旋激发。我们表明，当NC-尖端是一百PM远离点接触与表面支持的对象，磁效应可能会探测通过变化的自旋激发光谱的二茂镍。我们使用这种检测方案，同时确定交换场和自旋极化的样品与原子尺度的分辨率。我们的研究结果表明，Nc针尖是一个强大的探针，研究表面磁性与STM，从单个磁性原子的表面。
2019-04-27 cond-mat.mes-hall
Scanning gate experiments: from strongly to weakly invasive probes
一个开放的谐振腔中制作的二维电子气是用来探索从强侵入性扫描门显微镜的微扰制度的弱尖感应电位的过渡。借助于忠实地再现主要实验结果的数值模拟，我们量化了微扰制度的程度，其中尖端诱导的电导变化是明确确定的未扰动系统的属性。通过分析电导变化的特征长度尺度和幅度调制，建立了实验和数值计算结果之间的对应关系。在微扰制度中，前者是假设一个无序依赖的最大值，而后者线性增加的弱尖端电位的强度。
2017-09-25 cond-mat.mes-hall
Characterization of two fast-turnaround dry dilution refrigerators for scanning probe microscopy
本文构建并系统表征了两台快速周转的无制冷剂干式稀释制冷机扫描探针显微镜，通过多种手段测量振动性能并实施定制滤波与热锚定方案，为相关研究提供了参考。
2024-01-09 cond-mat.mes-hall
Scanning probe-induced thermoelectrics in a quantum point contact
我们研究了三端热电输运在一个二维量子点接触（QPC）连接到左，右电子水库，以及第三个由扫描探针尖代表。后者充当与系统交换热量的电压探针，但平均不带电。的热电系数数值计算内的Landauer-Büttiker形式主义在低温和线性响应制度。我们发现了局部和非局部热电势的尖端诱导振荡，并研究了它们对QPC开口的依赖性。如果后者被调谐在电导平台上，则系统表现为完美的热电二极管：对于某些尖端位置，通过QPC的电荷电流由局部塞贝克效应驱动，只能沿一个方向流动。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
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 quantum sensing of microwave and static magnetic field response of an on-chip superconducting resonator
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
利用扫描探针量子显微镜，通过Rabi振荡测量实现对超导谐振器微波磁场的纳米级传感，并可视化静磁场下超导涡旋的形成、演化和脱钉过程。
2026-06-23 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
Implementation of atomically defined Field Ion Microscopy tips in Scanning Probe Microscopy
场离子显微镜（Field Ion Microscope，简称AFM）可用于表征尖端的原子构型。这些针尖非常适合扫描探针显微镜（SPM），因为它们预先确定SPM分辨率和光谱学的电子结构。提出了一种协议，以保护尖端顶点的原子结构从蚀刻由于气体杂质在转移期间从CO2到SPM，和估计有关的时间限制，这样的实验由于超高真空（UHV）剩余气体的污染。在避免任何电流设定点过冲以保持尖端完整性的同时，我们提出了从原子定义的钨尖端到室温下具有Au（111）、HOPG和Si（111）表面的隧穿机制的方法的结果。从这些实验中，我们得出结论，吸附原子的流动性和物理吸附的气体在样品表面上限制的选择，在隧道实验中，在室温下的尖端完整性被保存的表面。只有在隧穿到高反应性Si（111）表面后，才能保持针尖的原子结构不变。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Modeling single- and multiple-electron resonances for electric-field-sensitive scanning probes
我们已经开发了一种建模方法，适合于分析单电子和多电子共振检测的电场敏感扫描探针技术。该方法是基于基本的静电和数值边界元法。结果与近似解析表达式和实验数据进行了比较。
2008-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrical observation via spin Seebeck effect of fractionalized excitations in a magnetic insulator
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (MPI-PKS)（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Leibniz Institute for Crystal Growth (IKZ)（莱布尼兹晶体生长研究所）；EOT GmbH–Coherent（EOT GmbH-Coherent公司）
利用自旋塞贝克效应探测非共线伊辛磁体Dy2Ti2O7中的涌现磁单极子，观察到单极子增殖时的特征峰，扩展了自旋电子学方法在检测奇异激发中的应用。
2026-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Scanning Diamond NV Center Probes Compatible with Conventional AFM Technology
利用金刚石中的氮空位（NV）中心的扫描探针显微镜已成为一种多功能的工具，在物理，化学，生命科学和地球与行星科学中的应用。然而，由于探针的小物理尺寸和制造技术的复杂性，具有高光子收集效率、具有长相干时间的NV中心和集成的射频（RF）的金刚石扫描探针的制造仍然具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个简单而强大的方法来可靠地制造探针，可以集成到传统的石英音叉为基础的传感器，以及商业硅原子力显微镜杠杆。这是第一次，一个集成的RF微天线NV中心自旋操纵直接制造到探针，使设计通用，几乎所有的AFM仪器兼容。这种集成标志着NV中心磁力测量的完整传感器包，并将这种新开发的扫描探针技术推向更广泛的科学界。
2017-11-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Modeling electric field sensitive scanning probe measurements for a tip of arbitrary shape
我们提出了一种数值方法来模拟电场敏感的扫描探针显微镜测量，它允许一个尖端的任意形状，并调用图像电荷，以准确地占样品介电覆盖层。将该方法应用于地下电荷积累成像系统的空间分辨率计算，与实验结果吻合较好。
2004-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Leveraging Large Language Models and Social Media for Automation in Scanning Probe Microscopy
本研究开发了结合大型语言模型与社交媒体的自动化扫描探针显微镜系统，实现实时语言无关控制，提升可访问性和效率，推动自动驾驶实验室发展。
2024-05-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
(111)-oriented, single crystal diamond tips for nanoscale scanning probe imaging of out-of-plane magnetic fields
本文提出了一种用于（111）取向金刚石材料的氮空位（NV）磁扫描的全金刚石扫描探针。所实现的扫描探针尖端平均包含单个NV自旋，其中四分之一的自旋量子化轴平行于尖端方向对齐。这种尖端能够实现具有纳米级分辨率的单轴矢量磁场成像，其中测量轴垂直于扫描平面定向。我们讨论了这些提示如何为NV磁力测量带来多种实际优势，特别是关于所得数据的定量分析。我们进一步证明了沿尖端方向取向的NV的有益光学性质，例如偏振不敏感激发，这简化了NV磁力测量所需的光学设置。我们的研究结果将是有影响力的扫描NV磁强计在一般和自旋电子学的应用，特别是薄膜磁体的调查。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Quantitative disentanglement of spin Seebeck, proximity-induced and intrinsic anomalous Nernst effect in NM/FM bilayers
我们发现并研究了Pt/NiFe $_2$ O $_{\textrm{4-x}}$（$4\geq x \geq 0$）双层膜中的热自旋输运现象。我们分离的自旋塞贝克效应产生的电压从异常能斯特效应的贡献，甚至解开的铁磁体（FM）中的固有的异常能斯特效应（ANE）从由Pt产生的ANE，由于其接近FM的自旋极化。此外，我们探测这些影响的电导率和FM膜的带隙能量的依赖关系，从几乎绝缘的NiFe $_2$ O $_4$到金属Ni $_{33}$ Fe $_{67}$。与Pt/NiFe $_2$ O $_{\rm x}$（$x>0$）样品相比，只能在金属Pt/Ni $_{33}$ Fe $_{67}$双层中识别出邻近诱导的ANE。这是通过X射线共振磁反射率的静态磁邻近效应的调查验证。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-beam lithography of nanostructures at the tips of scanning probe cantilevers
我们开发了一种在扫描探针悬臂上制造纳米级金属栅电极的工艺，包括在突出的悬臂尖端的不规则表面上。该工艺包括一种浮层技术，在电子束抗蚀剂中涂覆悬臂梁。我们证明了栅极定义通过剥离过程，以及通过蚀刻过程。在经历图案化过程之后，悬臂保持高的力灵敏度。我们的方法允许在脆弱的扫描探针上图案化纳米级器件，扩展它们作为传感器的功能。
2022-09-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.ins-det
Electrostrictive and electrostatic responses in contact mode voltage modulated Scanning Probe Microscopies
固体的机电响应支撑了几种扫描探针显微镜技术的成像机制，包括压电响应力显微镜（PFM）和电化学应变显微镜（ESM）。虽然线性压电和离子响应的理论是发达的，二次效应，包括电致伸缩和电容尖端表面力的测量信号的贡献仍然知之甚少。在这里，我们分析了电致伸缩和电容的贡献PFM和ESM信号，并讨论了这些相互作用的介电尖端表面间隙的影响。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A real-time software simulator for scanning force microscopy
我们描述的软件，模拟扫描力显微镜的硬件。该软件的基本特征是其实时响应，这对于模拟真实扫描探头硬件的行为至关重要。该模拟器运行在一个开源的实时Linux内核上，可用于测试扫描探针显微镜控制软件以及不同类型的扫描探针显微镜的理论模型。我们描述了一个基于音叉的原子力显微镜和直流静电力显微镜的实现，并提出了从这些模型获得的代表性图像。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Signatures of spin-charge separation in scanning probe microscopy
我们分析了辅助散射体，如扫描尖端的电位，对相互作用的一维电子系统的电导的影响。我们发现隧穿到半无限量子线的端部的微分电导反映了元激发到自旋和电荷模式的分离。的分离被揭示为一个特定的模式中的依赖性的电导偏置和散射体的位置。
2004-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large and tunable photo-thermoelectric effect in single-layer MoS2
利用扫描光电流显微镜研究了单层二硫化钼场效应晶体管的光响应特性。我们发现，与许多其他半导体不同，在单层MoS 2中的光电流产生主要是由光热电效应，而不是由光激发的电子-空穴对在MoS 2/电极界面处的肖特基势垒的分离。我们观察到单层MoS 2的塞贝克系数的大值，通过外部电场，可以在-4x10^2 uV/K和-1x10^5 uV/K之间调节。这种单层MoS 2的大且可调的Seebeck系数为这种材料的新应用铺平了道路，例如片上热发电和废物热能收集。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fourier Transform-Based Post-Processing Drift Compensation and Calibration Method for Scanning Probe Microscopy
本文提出了一种基于倒易空间的技术，利用晶格参数的先验知识补偿原子级分辨率SPM图像中的残余线性漂移，无需区分扫描方向或获取多方向图像，并可用于校准SPM仪器。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Ultra High Thermal Resolution Scanning Probe Microscopy via Carbon Nanotube Tipped Thermal Probes
我们提出了一种新的概念，扫描热纳米探针，利用极端的热传导的碳纳米管（CNT）之间的探针和样品的通道热量。CNT在扫描热显微镜（SThM）中的集成克服了标准SThM探针的主要缺点，其中顶端SThM探针的低热导率是主要限制因素。CNT（CNT-SThM）的集成将SThM灵敏度扩展到更高热导率材料（例如金属、半导体和陶瓷）中的热输运测量，同时还提高了空间分辨率。使用CNT-SThM探针对超大规模集成（ULSI）互连中的热传输进行的研究显示了陶瓷层中的热传输的精细细节，这对于减轻ULSI金属电流引线中的电迁移至关重要。对于几层石墨烯，CNT-SThM探针的热传输灵敏度和空间分辨率与标准SThM探针相比表现出显著优异的热分辨率，实现了20-30 nm的形貌和~30 nm的热空间分辨率（与标准SThM探针的50-100 nm相比）。CNT出色的轴向导热性、高纵横比和坚固性使CNT-SThM成为测量纳米级热物理性质的完美热探针，也是下一代热显微镜的优秀候选者。
2013-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the quality factor of a tuning-fork resonance between 9 K and 300 K for scanning-probe microscopy
本文研究了机械石英音叉在9 ~ 300 K温度范围内的动态响应。由于谐振的品质因数Q强烈依赖于温度，我们实现了一个过程来控制谐振的品质因数。我们表明，我们能够动态地改变的品质因数，并保持恒定的整个温度范围内。该方法适用于扫描探针显微镜。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
