專利名稱:磁力像原子力顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種顯微鏡，尤其涉及一種磁力像原子力顯微鏡。
技術(shù)背景
磁力像原子力顯微鏡是在原子力顯微鏡(AFM)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的顯微鏡，自從問 世后就成為了研究磁性材料的有力工具。1987年馬丁(Martin)等人在賓尼等人發(fā)明AFM 一年后研發(fā)出MFM，早期的MFM是用光學(xué)干涉儀檢測探針位置，但是存在懸臂定位和靈敏度 線性等技術(shù)問題，后來霍瑟卡(Hosaka)等人研究了光反射檢測技術(shù)并用于MFM，此外還研 發(fā)并推廣了抬高模式技術(shù)。MFM是一種重要的微磁結(jié)構(gòu)和雜散場檢測技術(shù)，尤其隨著上述 MFM技術(shù)發(fā)展及磁性記錄密度增加，MFM在高密度磁性記錄材料的測量和評估中扮演越來 越重要的角色。
MFM基本原理是利用磁性探針和磁性樣品表面間的磁作用力來感應(yīng)磁力梯度之變 化，樣品表面產(chǎn)生的游離磁場會作用在磁性探針上；且利用偏移傳感器偵測探針偏移，因此 能測出作用力或作用力強度梯度的變化。采取兩段式掃描，利用原子力顯微鏡得到樣品外 形輪廓，然后再把探針拉高，使探針沿著原路徑的軌跡作第二次掃描，然后記錄探針振動頻 率、相位或振幅變化，以此方式同時量取表面變化及磁力影像。
MFM特點是(1)可檢測樣品表面磁疇中非常小的磁力(10-13N)和力梯度 (10-4Nm-l) ； (2)以小于30nm的分辨率獲得磁疇分布圖像。不同于SP-STM與旋轉(zhuǎn)SEM觀 測的樣品內(nèi)部磁疇圖，MFM得到的磁疇圖像是樣品表面的磁疇分布；(3)與其他磁成像技術(shù) 比較，MFM具有分辨率高、可在大氣中工作、不破壞樣品而且不需要特殊的樣品制備等優(yōu)點。 因此，MFM使人們可以方便獲得磁體的高分辨率形貌像和磁力梯度像。廣泛地用于磁盤、磁 帶、鋇鐵氧、TbFe非晶薄膜等磁性材料從而促進(jìn)了人類在納米科技的全面發(fā)展。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種磁力像原子力顯微鏡，可在大氣、真空等條件下對 磁性材料進(jìn)行形貌及磁疇分析。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種磁力像原子力顯微鏡，包括 底座和頂座，所述底座上表面設(shè)有支架，支架上方通過支柱固定頂座，頂座下方設(shè)有掃描 器，頂座內(nèi)部設(shè)有壓板模塊和探針器，底座上表面中部設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)，步進(jìn)馬達(dá)上設(shè)有二維 移動架，底座通過數(shù)據(jù)傳輸線連接電子控制系統(tǒng)。
所述電子控制系統(tǒng)包括實現(xiàn)掃描器的各種預(yù)設(shè)功能及維持掃描狀態(tài)的反饋系統(tǒng)， 通過數(shù)據(jù)傳輸線與底座相連并外接計算機系統(tǒng)，對于計算機的人機交互軟件的操作、指令 均由電子控制系統(tǒng)使探針器頭部系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能、完成實時過程的處理、數(shù)據(jù)的獲取以 及數(shù)據(jù)的分析處理輸出。
本實用新型的有益效果為可在大氣、真空等條件下對磁性材料進(jìn)行形貌及磁疇 分析，為目前研究磁性記錄材料及新型磁性納米材料的重要工具之一。它是利用探針和樣品間原子力、磁力的關(guān)系，得知樣品表面的形貌及磁疇分布，其磁疇分辨率可達(dá)到30nm。


下面根據(jù)附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型實施例所述的磁力像原子力顯微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、底 座；2、步進(jìn)馬達(dá)；3、二維移動架；4、掃描器；5、頂座；6、壓板模塊；7、探針器；8、電子控制系 統(tǒng)；9、數(shù)據(jù)傳輸線；10、支架。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型實施例所述的一種磁力像原子力顯微鏡，包括底座1和頂 座5，所述底座1上表面設(shè)有支架10，支架10上方通過支柱固定頂座5，頂座5下方設(shè)有掃 描器4，頂座5內(nèi)部設(shè)有壓板模塊6和探針器7，底座1上表面中部設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)2，步進(jìn)馬 達(dá)2上設(shè)有二維移動架3，底座1通過數(shù)據(jù)傳輸線9連接電子控制系統(tǒng)8。
所述電子控制系統(tǒng)8包括實現(xiàn)掃描器4的各種預(yù)設(shè)功能及維持掃描狀態(tài)的反饋系 統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)傳輸線9與底座1相連并外接計算機系統(tǒng)，對于計算機的人機交互軟件的操 作、指令均由電子控制系統(tǒng)使探針器7頭部系統(tǒng)來實現(xiàn)其功能、完成實時過程的處理、數(shù)據(jù) 的獲取以及數(shù)據(jù)的分析處理輸出。
將MFM操作軟件安裝到計算機系統(tǒng)，打開軟件形貌、磁力雙圖像窗口，輸出不同電 壓控制掃描器4，從而帶動樣品移動掃描，掃描分兩次，第一次是針尖在動態(tài)力模式下工作， 與樣品以一定頻率間歇接觸產(chǎn)生范德華作用力，經(jīng)過MFM頭部內(nèi)的信號檢測裝置進(jìn)入電子 控制系統(tǒng)8，電子控制系統(tǒng)8將信號轉(zhuǎn)化為圖像并發(fā)送到計算機系統(tǒng)；一行掃描完成后，通 過計算機系統(tǒng)界面輸入抬高高度數(shù)值(由磁力作用距離確定)，命令電子控制系統(tǒng)8控制 MFM頭部探針抬起相應(yīng)高度沿著前次形貌軌跡再次以動態(tài)力模式掃描，探針發(fā)生的形變及 相位變化信號經(jīng)過MFM頭部內(nèi)的信號檢測裝置進(jìn)入電子控制系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)將信號轉(zhuǎn) 化為圖像并發(fā)送到計算機系統(tǒng)；處理后可得磁疇圖像；樣品一行掃描兩次分別得到形貌及 磁力圖像后移至下一行繼續(xù)掃描；由此掃描完樣品可同時獲得形貌和磁力兩幅圖像。
4
權(quán)利要求
一種磁力像原子力顯微鏡，包括底座(1)和頂座(5)，其特征在于所述底座(1)上表面設(shè)有支架(10)，支架(10)上方通過支柱固定頂座(5)，頂座(5)下方設(shè)有掃描器(4)，頂座(5)內(nèi)部設(shè)有壓板模塊(6)和探針器(7)，底座(1)上表面中部設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)(2)，步進(jìn)馬達(dá)(2)上設(shè)有二維移動架(3)，底座(1)通過數(shù)據(jù)傳輸線(9)連接電子控制系統(tǒng)(8)。
專利摘要
本實用新型涉及一種磁力像原子力顯微鏡，包括底座和頂座，所述底座上表面設(shè)有支架，支架上方通過支柱固定頂座，頂座下方設(shè)有掃描器，頂座內(nèi)部設(shè)有壓板模塊和探針器，底座上表面中部設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)，步進(jìn)馬達(dá)上設(shè)有二維移動架，底座通過數(shù)據(jù)傳輸線連接電子控制系統(tǒng)。本實用新型的有益效果為可在大氣、真空等條件下對磁性材料進(jìn)行形貌及磁疇分析，為目前研究磁性記錄材料及新型磁性納米材料的重要工具之一。它是利用探針和樣品間原子力、磁力的關(guān)系，得知樣品表面的形貌及磁疇分布，其磁疇分辨率可達(dá)到30nm。
文檔編號G01Q60/50GKCN201749130SQ201020257183
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月13日
發(fā)明者徐弟, 李立強, 羅先照 申請人:蘇州海茲思納米科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan