Как нам всем объясняли в школе, волновая природа материи приводит к интерференционным свойствам, подобно тем, что наблюдаются на поверхности пруда. Однако красиво продемонстрировать это сходство удалось только в 1993 году сотрудникам IBM Дону Айглеру с коллегами, которые с помощью сканирующего электронного микроскопа визуализовали волновую «рябь электронов», размещенных внутри кольца атомов железа («квантовый загон»).

Валерий Степанюк и Дерк Сандер из Института Макса Планка физики микроструктур пошли еще дальше: им удалось визуализовать пространственные модуляции электрон-спиновой поляризации, вызванной электронной интерференцией внутри единичной наноструктуры. Основываясь на предыдущей работе, они использовали сканирующий туннельный микроскоп со спин-поляризацией для тестирования одиночного треугольного островка кобальта длиной 12 нм, расположенного на медной подложке.

Фотография электронной спин – поляризации, полученная учеными

Ток, протекающий через кончик иглы СТМ, зависел от магнитной ориентации (ориентации спинов) по отношению к кусочку островка непосредственно под ним, и использовался для построения пространственной карты «поляризации спинов» вдоль островка. Оказалось, что эта карта представляет собой набор точек внутри треугольника и одинарную границу по краю. Набор точек является следствием расположения электронов в наноструктуре, приводящего к спиновой зависимости интерференции.

Этот метод можно применять для визуализации и других наноструктур. Более того, оказалось, что схема интерференции зависит от энергии электронов, что является возможным способом контролировать поляризацию.

Уточникова Валентина Владимировна