磁力显微镜

✍ dations ◷ 2025-04-03 17:09:10 #扫描探针显微镜

磁力显微镜(Magnetic force microscope.MFM)是一种原子力显微镜,通过磁性探针扫描磁性样品,检测探针和磁性样品表面的相互作用以重构样品表面的磁性结构。很多种类的磁性相互作用可以通过磁力显微镜测量,包括磁偶相互作用。磁力显微镜扫描经常使用非接触式的模式。

在磁力显微镜的测量中,样品和探针之间的磁力可表述为

其中 m {\displaystyle {\vec {m}}\,\!} 是自由空间的磁导率 。

由于样本的杂散磁场可以影响探针的磁性状态,而探针的磁场也影响样本,磁力显微镜测量的解释并不是简单。例如,磁化探针的几何形状必须确定以便做定量分析。

典型的分辨率可以达到30 nm , 尽管 10 到 20 nm 也可以实现。

磁力显微镜的发展基于以下发明的推动:

1982 - 扫描隧道显微镜 (STM)

1986 - 原子力显微镜 (AFM)

1987 - 磁力显微镜 (MFM)

磁力显微镜的主要结构:压电扫描仪

磁性探针在灵敏的杠杆(悬臂)的一端,通常是涂油磁性材料的AFM探针。

磁力显微镜的扫描方法被称为“提升高度”法。当探针以小距离(< 10 nm)扫描样品表面时, 检查到的不仅有磁力,还有原子力和静电力。 提升高度法通过如下手段提高磁力的精确度:

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