CN101266286A - 磁畴观测装置 - Google Patents
磁畴观测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101266286A CN101266286A CNA2008100351765A CN200810035176A CN101266286A CN 101266286 A CN101266286 A CN 101266286A CN A2008100351765 A CNA2008100351765 A CN A2008100351765A CN 200810035176 A CN200810035176 A CN 200810035176A CN 101266286 A CN101266286 A CN 101266286A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic head
- large reluctance
- scanner
- reluctance magnetic
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 39
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002465 magnetic force microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 241001269238 Data Species 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005476 size effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
一种磁畴观测装置，其构成是：在电控位移台上固定有供置放待测样品的四维样品调整架，在该四维样品调整架的正前设有xy向扫描器，在该xy向扫描器中间的方形通孔内壁上设有沿z轴运动的z向扫描器，在该z向扫描器的后端固定磁头夹具，该磁头夹具的后端固定巨磁阻磁头，在该巨磁阻磁头的一侧是光学显微镜、CCD摄像头和监视器，所述的CCD摄像头的输出端接所述的监视器的输入端，在所述的巨磁阻磁头的另一侧设有离子风机，所述的巨磁阻磁头的读出信号端与数字源表相连，该数字源表的信号输出端与计算机相连。本发明具有造价较低、不易损坏，不受待测样品的尺寸限制，通用性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及磁畴，特别是一种磁畴观测装置。
背景技术
纳米磁性材料是一种重要的纳米材料。除了具有纳米材料的介观特性外，还具有其特殊的磁性能，如量子尺寸效应、超顺磁性，交换耦合特性，磁各向异性以及磁致伸缩效应等。这些性质使其在现代科学技术中具有重要而广泛的应用，从而使纳米磁性材料成为国际科技研究的热点领域之一。磁畴结构及其运动规律直接决定了磁性材料的物理性质和应用方向，因此纳米尺度的磁畴检测是进行纳米磁性材料研究的前提条件。
目前观测磁性材料上的磁畴主要是通过磁力显微镜来实现的。磁力显微镜中镀有磁性薄膜的探针会与被测样品所产生的磁场发生相互作用，这使得磁力显微镜的微探针悬臂的弯曲程度和共振频率发生变化，通过分析探针振动位相或频率的改变可得出被测样品上的磁畴结构及分布等信息。这种方法对被测样品的制备质量要求较低且允许施加的磁场范围较大，但也存在如下不足之处：
1)磁力显微镜的价格昂贵，在100万元以上；
2)对被测样品的尺寸有要求，直径在15cm以下；
3)磁力显微镜所用针尖较昂贵(一般为1000元以上)并易损坏；且当被测样品与针尖所用材料的磁性不匹配时(针尖和样品各自的漏磁场和各向异性场需满足一定条件)，针尖和样品之间会形成磁化干扰，得到的磁畴结构分布图将由表征正常畴结构的杂散场衬度和干扰形成的磁化衬度叠加而成。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述在先技术的不足，提供一种磁畴观测装置，该装置应具有造价较低、不易损坏，不受待测样品的尺寸限制，通用性强的特点。
本发明的基本构思：
本发明是基于巨磁阻磁头的电阻值随外界磁场的变化而变化的原理进行磁畴的观测的。给巨磁阻磁头加上一个恒定的电流后，当外界的磁场发生变化时，巨磁阻磁头本身的电阻值会改变，因而此巨磁阻磁头的读出信号端的电压信号也会发生相应变化。利用伪彩色法并通过计算机中的软件将巨磁阻磁头扫描待测样品表面时所获得的一系列电压数据进行画图，即可得出被测样品上磁畴结构及其分布情况。
本发明的技术解决方案如下：
一种磁畴观测装置，其构成的特点是：在电控位移台上固定有一供置放待测样品的四维样品调整架，在该四维样品调整架的正前设有xy向扫描器，在该xy向扫描器中间的方形通孔内壁上设有沿z轴运动的z向扫描器，在该z向扫描器的后端固定磁头夹具，该磁头夹具的后端固定巨磁阻磁头，在该巨磁阻磁头的一侧是光学显微镜、CCD摄像头和监视器，所述的光学显微镜和CCD摄像头组合在一起后和所述的巨磁阻磁头的滑块同光轴并构成成像关系，所述的光轴与z轴垂直，所述的CCD摄像头的输出端接所述的监视器的输入端，在所述的巨磁阻磁头的另一侧与所述的光学显微镜相对设有离子风机，所述的巨磁阻磁头的读出信号端通过所述的磁头夹具与数字源表相连，该数字源表一方面向所述的巨磁阻磁头提供一个恒定的电流，同时采集所述的巨磁阻磁头读出信号端的电压信号，该数字源表的信号输出端与计算机相连。
所述的磁头夹具是由防静电材料制成的。
将固定待测样品的四维样品架固定在电控位移台上，由电控位移台带动四维样品架在z向上移动，由电控位移台和四维样品架作为待测样品的粗定位装置；
巨磁阻磁头固定在磁头夹具上，由z向扫描器和xy向扫描器带动巨磁阻磁头在z向上向待测样品做细逼近，并对待测样品表面在xy向上进行扫描；
利用光学显微镜、CCD摄像头和监视器实时观测巨磁阻磁头和待测样品之间的接触情况；
用离子风机对巨磁阻磁头吹风消除静电对巨磁阻磁头的影响；
所述的计算机具有绘图软件，利用伪彩色法并通过计算机中的绘图软件将巨磁阻磁头扫描待测样品表面所获得的一系列电压数据进行画图，得出被测样品上磁畴结构及其分布情况。
本发明相对于在先技术有以下优点：
1、造价比较低，在50万元以下；
2、巨磁阻磁头是商用磁头，较便宜(一般两美元左右)；利用离子风机解决了巨磁阻磁头易受静电损坏的问题后，一般不会受其它问题的影响而导致损坏；不存在与磁性材料之间的匹配问题；
3、对被测样品的尺寸没有限制；
4、为配合微米水平待扫描区域的选择，设置了四维样品架，作为样品的粗定位装置。
总之，本发明装置具有造价较低、不易损坏，不受待测样品的尺寸限制，通用性强。
附图说明
图1为本发明磁畴观测装置实施例的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
先请参阅图1，图1为本发明磁畴观测装置实施例的结构示意图。由图可见，本发明磁畴观测装置的构成为：在电控位移台3上固定有一供置放待测样品1的四维样品调整架2，在该四维样品调整架2的正前设有xy向扫描器8，在该xy向扫描器8中间的方形通孔内壁上设有沿z轴运动的z向扫描器7，在该z向扫描器7的后端固定磁头夹具10，该磁头夹具10的后端固定巨磁阻磁头9，在该巨磁阻磁头9的一侧是光学显微镜6、CCD摄像头5和监视器4，所述的光学显微镜6和CCD摄像头5组合在一起后和所述的巨磁阻磁头9的滑块同光轴并构成成像关系，所述的光轴与z轴垂直，所述的CCD摄像头5的输出端接所述的监视器4的输入端，在所述的巨磁阻磁头9的另一侧与所述的光学显微镜6相对设有离子风机11，所述的巨磁阻磁头9的读出信号端通过所述的磁头夹具10与数字源表12相连，该数字源表12一方面向所述的巨磁阻磁头9提供一个恒定的电流，同时采集所述的巨磁阻磁头9读出信号端的电压信号，该数字源表12的信号输出端与计算机13相连。
本实施例中，电控位移台3采用PI公司的M-405.DG型的线性位移平台，它的单向可重复精度为200纳米；四维样品调整架2固定在电控位移台3上，作为样品的粗定位装置，可调节待测样品1的倾斜、仰角及其在xy方向上的运动；待测样品1固定在四维样品调整架2上；xy向扫描器8采用PI公司的P-734.2C1型线性pzt平台执行器，扫描范围0.1mm*0.1mm，中间有5cm*5cm通孔，无负载共振频率500Hz；z向扫描器7采用PI公司的P-753.11C型器件，伸缩长度为0.012mm，固定在xy向扫描器8的方形通孔内壁上；巨磁阻磁头的夹具10固定在z向扫描器7上；巨磁阻磁头9固定在磁头夹具10上；CCD摄像头5和光学显微镜6组合在一起，CCD摄像头5的输出信号供给监视器4，这三个器件固定在巨磁阻磁头9的侧面，垂直于z向；巨磁阻磁头9的滑块到光学显微镜6的镜面的距离等于光学显微镜6的工作距离，巨磁阻磁头9的滑块和光学显微镜6同轴；离子风机11位于巨磁阻磁头9的另一个侧面，与光学显微镜6的镜面相对立，离子风机11到巨磁阻磁头的距离为约50厘米；数字源表12采用美国吉时利公司的2601型号数字源表，它通过磁头夹具10与巨磁阻磁头9的读出信号端相连并通过GPIB卡与计算机13相连。
本发明在工作过程中，运用监视器4、CCD摄像头5和光学显微镜6协助调控巨磁阻磁头9与待测样品1的接触情况；离子风机11和磁头夹具10可以保证巨磁阻磁头9不被静电损坏；数字源表12给巨磁阻磁头9提供一个恒定的大小为1毫安的电流，并采集巨磁阻磁头9的读出信号端的电压信号，且将此电压信号实时的传递到计算机13中。工作时，先由电控位移台3带动四维样品调整架2向巨磁阻磁头9做粗逼近，z向扫描器带动巨磁阻磁头9向待测样品1做细逼近。当巨磁阻磁头9已经完全的贴到待测样品1的表面上时，xy向扫描器8带动巨磁阻磁头9在xy方向上扫描样品的一块区域，这时计算机13也通过数字源表12实时采集到了巨磁阻磁头9在扫描待测样品1表面时的一系列与坐标位置相对应电压信号数据，利用伪彩色法通过计算机中的软件将这些电压数据进行画图即可得到样品1的磁畴结构及其分布情况，这种数据处理软件为通用软件，恕我不在此赘述。
Claims (2)
1、一种磁畴观测装置，特征在于其构成为：在电控位移台(3)上固定有一供置放待测样品(1)的四维样品调整架(2)，在该四维样品调整架(2)的正前设有xy向扫描器(8)，在该xy向扫描器(8)中间的方形通孔内壁上设有沿z轴运动的z向扫描器(7)，在该z向扫描器(7)的后端固定磁头夹具(10)，该磁头夹具(10)后端固定巨磁阻磁头(9)，在该巨磁阻磁头(9)的一侧是光学显微镜(6)、CCD摄像头(5)和监视器(4)，所述的光学显微镜(6)和CCD摄像头(5)组合在一起后和所述的巨磁阻磁头(9)的滑块同光轴并构成成像关系，所述的光轴与z轴垂直，所述的CCD摄像头(5)的输出端接所述的监视器(4)的输入端，在所述的巨磁阻磁头(9)的另一侧与所述的光学显微镜(6)相对设有离子风机(11)，所述的巨磁阻磁头(9)的读出信号端通过所述的磁头夹具(10)与数字源表(12)相连，该数字源表(12)一方面向所述的巨磁阻磁头(9)提供一个恒定的电流，同时采集所述的巨磁阻磁头(9)读出信号端的电压信号，该数字源表(12)的信号输出端与计算机(13)相连。
2、根据权利要求1所述的磁畴观测装置，其特征在于所述的磁头夹具(10)是由防静电材料制成的。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100351765A CN101266286A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 磁畴观测装置 |
| CN2008101274569A CN101320083B (zh) | 2008-03-26 | 2008-06-26 | 磁畴观测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100351765A CN101266286A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 磁畴观测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101266286A true CN101266286A (zh) | 2008-09-17 |
Family
ID=39988838
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100351765A Pending CN101266286A (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 磁畴观测装置 |
| CN2008101274569A Expired - Fee Related CN101320083B (zh) | 2008-03-26 | 2008-06-26 | 磁畴观测装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008101274569A Expired - Fee Related CN101320083B (zh) | 2008-03-26 | 2008-06-26 | 磁畴观测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN101266286A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103576105A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 复旦大学 | 一种高灵敏度微小区域磁场强度探测组件 |
| CN105300859A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-03 | 武汉钢铁(集团)公司 | 用于快速测量取向硅钢片晶粒度及磁畴壁宽度的装置 |
| CN106442708A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 电子科技大学 | 基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4102756A (en) * | 1976-12-30 | 1978-07-25 | International Business Machines Corporation | Nickel-iron (80:20) alloy thin film electroplating method and electrochemical treatment and plating apparatus |
| CN1851493A (zh) * | 2005-12-23 | 2006-10-25 | 上海大学 | 一种观测室温磁制冷材料磁畴结构的方法 |
| CN1971303A (zh) * | 2006-10-19 | 2007-05-30 | 上海大学 | 观测耐热钕铁硼磁体磁畴结构的方法 |
| CN201210185Y (zh) * | 2008-03-26 | 2009-03-18 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 磁畴观测装置 |
-
2008
- 2008-03-26 CN CNA2008100351765A patent/CN101266286A/zh active Pending
- 2008-06-26 CN CN2008101274569A patent/CN101320083B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103576105A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-02-12 | 复旦大学 | 一种高灵敏度微小区域磁场强度探测组件 |
| CN105300859A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-03 | 武汉钢铁(集团)公司 | 用于快速测量取向硅钢片晶粒度及磁畴壁宽度的装置 |
| CN106442708A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 电子科技大学 | 基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法 |
| CN106442708B (zh) * | 2016-09-29 | 2019-03-01 | 电子科技大学 | 基于磁畴运动阈值磁场的应力评估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101320083B (zh) | 2012-05-23 |
| CN101320083A (zh) | 2008-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101688768B (zh) | 高速大面积测微仪及其方法 | |
| US6611140B1 (en) | Magnetic sensing unit for detecting nanometer scale displacements or flections | |
| US5808302A (en) | Fine positioning apparatus with atomic resolution | |
| WO2003001225A1 (en) | Scanning magnetic microscope having improved magnetic sensor | |
| KR102097351B1 (ko) | 다중 통합 팁들 스캐닝 프로브 현미경 | |
| CN101320083B (zh) | 磁畴观测装置 | |
| Di Michele et al. | Detection and susceptibility measurements of a single Dynal bead | |
| CN101793911B (zh) | 一种基于扫描电镜的纳米压痕系统 | |
| CN201210185Y (zh) | 磁畴观测装置 | |
| Li et al. | In situ nanoscale in-plane deformation studies of ultrathin polymeric films during tensile deformation using atomic force microscopy and digital image correlation techniques | |
| CN110672882A (zh) | 一种利用扫描探针探测材料介电常数的方法 | |
| CN106802357B (zh) | 一种开尔文显微探测二维图像的数字信号处理和分析方法 | |
| CN102707094B (zh) | 一种三扫描器原子力显微扫描检测装置 | |
| JP4752080B2 (ja) | 電子顕微鏡微細作業用マニピュレーション装置 | |
| CN108828269A (zh) | 基于光学定位技术的原子力显微镜精确重复定位实现装置 | |
| Nalbach et al. | Instrument for tensile testing of individual collagen fibrils with facile sample coupling and uncoupling | |
| US8069492B2 (en) | Spin-torque probe microscope | |
| CN108195921A (zh) | 一种从静电力显微镜探测图像中提取表面电势信号的方法 | |
| Gibson et al. | A high‐sensitivity alternating‐gradient magnetometer for use in quantifying magnetic force microscopy | |
| Devenica et al. | Biophysical measurements of cells, microtubules, and DNA with an atomic force microscope | |
| CN201130531Y (zh) | 弹性臂加载力测量系统 | |
| Costa et al. | Integration of magnetoresistive sensors with atomic force microscopy cantilevers for scanning magnetoresistance microscopy applications | |
| CN201518226U (zh) | 一种用于微纳显微技术的复合悬臂梁针尖 | |
| CN106706424A (zh) | 一种用于微纳材料多场耦合测试的单轴应变加载台 | |
| TWI474004B (zh) | 多頭探針及其製造與掃瞄方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |