响应式图像

磁力显微镜模式

磁力显微镜(MFM)[1,2]是用于亚微米级磁性研究的有效工具。通过MFM获得的图像是表征磁性探针-样品相互作用的一些参数的空间分布,即相互作用力,振动磁性探针的振幅等。磁性探针是涂覆有磁性薄膜的标准硅悬臂梁(或氮化硅悬臂梁)。MFM测量可对磁畴结构进行高分辨率研究,在磁性介质中读取和记录信息,进行磁化反转过程等。

在亚微米规模的磁研究中,首先必须将磁图像与形貌分开。为了解决这个问题,磁测量是通过两次通过方法执行的。在第一遍中,确定地形为“ 接触”或“ 半接触”模式。在第二遍中,将悬臂提升到每条扫描线的选定高度(或在形貌测量之后),并使用存储的形貌进行扫描(无反馈)。结果,第二次通过期间的尖端样品分离保持恒定。尖端样品分离必须足够大,以消除范德华力。在第二遍过程中,短程范德华力消失,并且悬臂受到远程磁力的影响。用这种方法可以同时获得高度图像和磁性图像。

在第二遍中的AC MFM中,悬臂谐振被用来检测磁力数据(就像在非接触或半接触模式下一样)。在AC MFM中,显微镜可以检测力的导数:点偶极子近似中的力梯度可以表示为:

F'= n grad(n F),F =(m grad)高

n是垂直于悬臂平面的单位向量。可以看出,AC MFM信号与杂散场二阶导数成正比。

References

  1. Appl. Phys. Lett. 50, 1455 (1987).
  2. J. Appl. Phys. 62, 4293 (1987).