Магнитно-силовая зондовая микроскопия
В 1987 г. в развитие ключевых идей атомно-силовой микроскопии И. Мар- тином и К. Викрамасингхом был изобретен магнитно-силовой микроскоп (MFM-Magnetic Force Microscop), где используются силы магнитного взаимо- действия между зондом и поверхно- стью. Для того чтобы они возникли, не- обходимо, чтобы кончик зонда и ло- кальные участки исследуемой поверх- ности обладали магнитным моментом (рис. 4.24). С этой целью зонд для MFM по- крывают тонким слоем ферромагнетика (железо, кобальт и т.д.). В неоднород- ном поле намагниченной поверхности зонд испытывает силу притяжения к ней: где V - оператор Лапласа; т - магнит- ный момент кончика зонда; Н - маг- нитное поле образца в области располо- жения зонда. Как и в других видах силовой зон- довой микроскопии, для получения изо- бражения в MFM используют и квази- статические, и колебательные методы. В зависимости от степени и характера не- ровности поверхности применяют одно- или двухпроходные методики. Для поверхностей гладких или имеющих харак- терные размеры, существенно меньшие, чем в распределении ее намагниченно- сти, возможно построение MFM-изображения за одно сканирование. Для по- верхностей с сильно развитым рельефом в первом проходе в контактном или квазиконтактном режиме строится обычное AFM-изображение поверхности, затем зонд отводится на расстояние ZQ от поверхности, при котором ван-дер- ваальсовы силы становятся существенно ниже магнитных, и осуществляется повторное сканирование того же участка. Путем вычитания первой матрицы чисел из второй строится магнитное изображение поверхности, очищенное от геометрических характеристик. В колебательных методиках MFM, как и в других методах АРМ, использу- ют амплитудный и фазовый контрасты для построения изображения. Реально можно добиться разрешения в регистрации распределения намагниченности поверхности в несколько десятков нанометров, что, конечно, значительно усту- пает и STM, и АРМ, но во многих случаях достаточно для исследования маг- нитных носителей информации, нанокристаллических и нанокомпозиционных материалов и др.
|
