Компьютеры и гаджеты

Магнитно-силовая микроскопия

Published

27.04.2024

Это один из вариантов атомно-силовой методики, позволяющий исследовать структуру магнитных сил образца с высоким разрешением. Метод позволяет измерять различные аспекты и проявления этих сил, в том числе диполь-дипольное взаимодействие.

Принцип работы МСМ

В целом принцип работы такого прибора аналогичен любому другому сканирующему микроскопу. То есть к поверхности образца подводиться сверхтонкий зонд, который регистрирует магнитные взаимодействия при смещении по горизонтальной и вертикальной оси.

Нужно отметить, что в ходе сканирования на иглу-зонд влияют не только магнитные силы, но и электростатика, силы Ван Дер Вальса и другие явления. И чем ближе зонд будет к образцу, тем больше дополнительных факторов будет воздействовать на него. Для устранения нежелательных явлений необходима особая система фильтрации сигнала или использование специальных режимов исследования.

Магнитно-силовая микроскопия

Режимы сканирования

МСМ может проводиться в нескольких режимах. К наиболее распространенным относят:

Метод распределения магнитных сил. Подразумевает два последовательных сканирования. Сначала игла приближается на максимально близкое расстояние к образцу для регистрации силы Ван Дер Вальса и построения топографической карты поверхности. При втором проходе зонд отдаляется, чтобы зарегистрировать магнитные взаимодействия. Затем два изображения накладываются друг на друга, что позволяет получить точную картину распределения магнитных полей.
Двухпроходной метод. Также подразумевает два сеанса сканирования. Вначале зонд используется для построения топографической карты. При втором проходе он отдаляется и исследует образец по «топографической траектории», построение которой происходит на основании данных первого прохода.

Одним из новейших вариантов методики является исследование с регулируемым полем. В этом случае используется дополнительный генератор, позволяющий отслеживать изменения магнитного состояния поверхности под внешним воздействием. Подобные исследования позволяет провести бескриогенный АСМ/МСМ для работ в безкриогенной измерительной системе (CFMS).

Преимущества МСМ

К основным достоинствам, которые обусловили популярность МСМ относят:

Можно исследовать образцы из диэлектрических материалов.
Измерения можно проводить в различных средах и широком диапазоне температур.
При сканировании не повреждается структура поверхности.
На магнитные взаимодействия не влияют загрязнения образца.

Также к достоинствам методики относят возможность комбинации с другими вариантами исследования, такими как СТМ. Основное ограничение – магнитное взаимодействие зонда и образца, что приводит к нелинейным взаимодействиям и может создавать существенные помехи.

Официальным поставщиком магнитно-силовых и сканирующих микроскопов в Кирове является компания ИлПа Тех.