Investigations in Flatland : scanning tunnelling microscopy measurements of noble metal surface states and magnetic atoms on magnesium oxide
Notice bibliographique
Résumé
At the atomic scale, surfaces exhibit a rich variety of physical phenomena that can be probed using a scanning tunnelling microscope (STM). The STM measures the quantum tunnelling of electrons between a metallic tip and conducting sample and can be used to characterize the nanoscale surface. This thesis presents STM measurements taken at low-temperature in ultra-high vacuum, which are used to characterize two different nanoscale environments: the two-dimensional surface states of Ag(111) and Cu(111) and the magnetic moments of iron and cobalt atoms deposited on a thin-film of magnesium oxide. Fourier-transform scanning tunnelling spectroscopy (FT-STS) analysis of quasiparticle interference, created by impurity scattering on the surfaces of the noble metals Ag(111) and Cu(111), is used to compare the most common modes of acquiring FT-STS data and shows, through both experiment and simulations, that artifact features can arise that depend on how the STM tip height is stabilized throughout the course of the measurement. Such artifact features are similar to those arising from physical processes in the sample and are susceptible to misinterpretation in the analysis of FT-STS in a wide range of important materials. A prescription for characterizing and avoiding these artifacts is proposed, which details how to check for artifacts using measurement acquisition modes that do not depend on tip height as a function of lateral position and careful selection of the tunnelling energy. In a separate set of experiments a spin resonance technique is coupled to an STM to probe the spin states of individual iron atoms on a magnesium oxide bilayer. The magnetic interaction between the iron atoms and surrounding spin centres shows an inverse-cubic distance dependence at distances greater than one nanometre. This distance-dependence demonstrates that the spins are coupled via a magnetic dipole-dipole interaction. By characterizing this interaction and combining it with atomic manipulation techniques a new form of nanoscale magnetometry is invented. This nanoscale magnetometer can be combined with trilateration to probe the spin structure of individual atoms and nanoscale structures. The information gained characterizing these new forms of magnetic sensing sets the stage for the study of complex magnetic systems like molecular magnets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».