DE69003047T2

DE69003047T2 - Nah-Feld Lorentz-Kraft-Mikroskopie.

Info

Publication number: DE69003047T2
Application number: DE90111524T
Authority: DE
Inventors: David W Abraham; Hemantha K Wickramasinghe
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2010-06-20
Also published as: JPH0734032B2; JPH0368880A; EP0410131B1; EP0410131A1; DE69003047D1; US4992659A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Lorentz-Kraft- Mikroskopie und geht insbesondere auf die hochauflösende Abbildung magnetischer Strukturen in einer Probe ein, bei der die durch die Lorentz-Kraft induzierte Ablenkung der Spitze in einem Raster-Tunnel-Mikroskop (RTM) gemessen wird.
Zur Abbildung magnetischer Feldverteilungen in einem mikroskopischen Bereich bestehen mehrere Verfahren. Für mittlere Auflösungen eignen sich optische Verfahren, die auf dem Kerr-Effekt beruhen; diese bieten eine räumliche Auflösung von ungefähr 0,5 um, die durch die optische Wellenlänge begrenzt ist. Ein weiteres Verfahren ist das Bitter-Muster-Verfahren, für das die Verteilung einer magnetischen Partikel-Suspension auf der abzubildenden Fläche erforderlich ist; daraufhin erhält man die Abbildung unter Einwirkung von Licht. Um eine höhere räumliche Auflösung zu erzielen, ist es erforderlich, auf Elektronenstrahl-Abbildungsverfahren wie beispielsweise die Rotationspolarisierungsabbildung und die Lorentz-Mikroskopie zurückzugreifen.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt basieren führende Technologien zur hochauflösenden Abbildung magnetischer Strukturen auf der Magnetkraft-Mikroskopie, wie sie im Artikel von Y. Martin und H.K. Wickramasinghe beschrieben wird. Es handelt sich um folgenden Artikel: "Magnetic Imaging by "Force Microscopy" with 1000 Å Resolution", Appl. Phys. Lett, Vol. 50, Nr. 20, 18. Mai 1987, Seiten 1455-1457. Bie diesem Verfahren wird die laterale Auflösung durch die Größe der Spitze begrenzt, die normalerweise 100 nm beträgt. Ein weiteres Verfahren ist die Raster- Elektronen-Mikroskopie mit Polarisierungsanalyse (REMPA), die im Artikel von R.T. Celotta und D.T. Pierce beschrieben wird. Es handelt sich um folgenden Artikel: "Polarized Electron Probes of Magnetic Surfaces", Science, Vol. 234, 17. Oktober 1986, Seiten 333-340. Dieses Verfahren ist im Prinzip in der Auflösung begrenzt auf die Punktgröße des Fernfeld-Elektronenstrahls. Das REMPA-Verfahren geht einher mit Schwierigkeiten bei der Oberflächen-Vorbehandlung und der Zuverlässigkeit des polarisationsempfindlichen Detektors. Bis jetzt wurde das REMPA-Verfahren mit einer Auflösung von 100 nm demonstriert, jedoch besteht die Möglichkeit, eine Auflösung von 10 nm zu erzielen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in einer genauen Messung der Kraft zwischen einer Spitze und einer Probe als Funktion des Abstands zwischen der Spitzen- und der Probenfläche. Die Spitze wird in geringem Abstand zur Oberfläche einer Vibration ausgesetzt; zur genauen Messung der Vibration dieser Spitze wird ein optischer Überlagerungsinterferometer verwendet. Das Verfahren ermöglicht eine empfindliche und flexible Anordnung zur Messung der Kraft. Auf dieser Grundlage ist es möglich, das magnetische Feld durch kontaktfreie Profilierung innerhalb eines Bereichs von wenigen Zehntel nm abzubilden.
Insbesondere ist das Meßverfahren der vorliegenden Erfindung theoretisch in der Lage, eine Auflösung zu erzielen, die lediglich durch die Nahfeld-Strahlgröße begrenzt ist, das heißt besser als 0,5 nm laterale Auflösung, wie dies durch die Verwendung hochauflösender Abbildungen eines Raster-Tunnel-Mikroskops demonstriert wird.
In Übereinstimmung mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird ein Raster-Tunnel-Mikroskop mit einer langen dünnen Spitze betrieben. In einer solchen Konfiguration ist die Spitze in einer normalen Richtung auf die Ebene der Probenoberfläche steif, jedoch in einer Richtung parallel zur Ebene der Probenoberfläche flexibel. Bei Vorhandensein eines magnetischen Feldes in einer Ebene, die parallel zur Probenoberfläche ist, und bei einem Tunnelstrom, der zwischen der Spitze und der Probe verläuft, tritt eine statische Ablenkung der Spitze auf. Beim Anlegen einer ersten Wechselstrom-Vorspannung mit einer ersten Frequenz zwischen der Spitze und der Probe bewirkt der oszillierende Strom, daß die Spitze mit der ersten Frequenz einer Vibrationsbewegung in eine Richtung, die parallel zur Probenoberfläche verläuft, ausgesetzt ist. Die oszillierende Bewegung wird mit einem optischen Überlagerungsinterferometer durch Messung der Laserphasen-Variationen registriert.
Die Bewegung der Spitze kann in zwei orthogonal zueinander gerichteten Ebenen registriert werden, die, wie dies an späterer Stelle beschrieben wird, die Größe und die Richtung der Komponente des magnetischen Felds, das sich parallel zur Probenoberfläche befindet, bestimmen. Diese Messung wird durchgeführt entweder durch Verwendung zweier unabhängiger Interferometer oder durch Verwendung eines einzigen Interferometers, mit dem die Amplitude und die Phase des registrierten optischen Signals gemessen wird. Mit der Rasterabtastung der Spitze durch die Oberfläche der Probe hindurch wird eine Abbildung des magnetischen Felds des Vektors in der gesamten Probe erzielt.
Raster-Tunnel-Mikroskope sind bekannt und werden beispielsweise in folgender Patentschrift beschrieben: US-A-4 343 993 mit dem Titel: "Scanning Tunneling Microscope", ausgestellt auf G. Binnig et al. und übertragen auf denselben Bevollmächtigten wie die vorliegende Erfindung.
Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Einrichtung und eines Verfahren zur hochauflösenden Abbildung magnetischer Strukturen in einer Probe durch Messung der Lorentz-Kraft-induzierten Ablenkung der Spitze in einem Raster-Tunnel-Mikroskop.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens zur Abbildung magnetischer Strukturen in einer Probe, bei der die Auflösung in einer Größenordnung von ungefähr einigen Zehntel nm liegt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens zur gleichzeitigen Messung der Topographie und der lateralen Feldstärke einer Probe.
Weitere Zielsetzungen der vorliegenden Erfindung werden leichter verständlich, wenn die nachfolgende Beschreibung unter Zuhilfenahme der begleitenden Zeichnungen durchgelesen wird.
Eine Möglichkeit zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich beschrieben, wobei auf Zeichnungen verwiesen wird, die nur eine spezielle Anordnung der Erfindung darstellen. Hierbei gilt:
Figur 1 ist eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines konventionellen Raster-Tunnel-Mikroskops,
Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Einrichtung, die für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
Bei einer Betrachtung der Abbildungen, insbesondere Abbildung 1, sieht man, daß die wesentlichen Komponenten eines konventionellen Raster-Tunnel-Mikroskops schematisch dargestellt werden. Eine Probe 10, die abgebildet werden soll, hat die Funktion einer Elektrode, über der in kleinem Abstand eine Spitze 12 angeordnet ist. Die Probe und die Spitze können Bewegungen ausgesetzt werden, die zueinander in jeder der drei Koordinatenachsen mit den Bezeichnungen x, y und z liegen können. Die Probe und/oder die Spitze ist auch mit drei piezoelektrischen Treibern 14, 16 und 18 ausgestattet. Die piezoelektrischen Treiber 14 und 16 wirken in den lateralen Richtungen x bzw. y. Die Treiber wirken entweder auf der Spitze 12, der Probe 10 oder auf einer Kombination hiervon, um eine relative Bewegung zwischen der Spitze und der Probe entlang der x- und der y-Achse zu bewirken. Der vertikale piezoelektrische Treiber 18 ist für die Einstellung des Abstands zwischen der Spitze 12 und der Oberfläche der Probe 10 in der Richtung der z-Achse, wie dargestellt in der vertikalen Richtung, zuständig. Eine Meßeinrichtung 20 ist an die Probe 10 und die Spitze 12 sowie an die piezoelektrischen Treiber 14, 16 und 18 angeschlossen. Der Controller 22 ist sowohl an die Meßeinrichtung 20 als auch an den piezoelektrischen Treiber 18 der z-Achse zur Regulierung des Abstands zwischen der Probe 10 und 12 angeschlossen. Die Meßeinrichtung 20 ist an den Analyzer 24 angeschlossen; letzterer wiederum ist an ein Ausgangsgerät angeschlossen wie beispielsweise einen Plotter 26 oder einen Anzeigebildschirm 28. Die Elektroden sind schematisch in überbetonter Form aufgezeichnet. Die tatsächlichen mechanischen Abmessungen der Elektroden, der Probe und der Spitze, sowie deren möglicher Einstellbereich sind aufgrund der Eigenschaft des Tunnel-Effekts außergewöhnlich klein. Der Controller 22 muß sehr genau arbeiten, und die Meßeinrichtung 20 muß eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweisen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Meßauflösung von mehr als 0,5 nm in lateraler Richtung. Wie in Figur 2 dargestellt ist, wird ein Raster-Tunnel-Mikroskop mit einer langen dünnen Spitze 40, welche am Träger 42 angebracht ist, betrieben. Die Spitze 40 ist in der Richtung entlang der Längsachse der Spitze, das heißt, in einer Richtung, die im wesentlichen normal zur Oberfläche 44 einer metallischen Probe 46 ist, fest, und in einer Richtung, die im wesentlichen parallel zur Proben- Oberfläche 44 ist, flexibel. Die Spitze, die vorzugsweise aus Tungsten besteht, besitzt eine Länge von ungefähr 200 um und einen Durchmesser an der Basis von 10 um, der sich nach oben kegelförmig auf ungefähr 20 nm verkleinert.
Wenn auf der Ebene der Probe ein magnetisches Feld aufgebaut ist und von der Quelle 48 zwischen die Spitze 40 und die Probe 46 ein Strom gelegt wird, so tritt eine statische Ablenkung in der Richtung = x auf. Wenn an einem Spannungsgenerator 50 zwischen der Spitze 40 und der Probe 46 eine Wechselstrom- Vorspannung mit einer Frequenz w&sub1; angelegt wird, so bewirkt der Betriebsstrom, daß die Spitze 40 einer Vibrationsbewegung ausgesetzt wird, die im wesentlichen parallel zur Ebene der Probenoberfläche 44 gerichtet ist. Die Bewegung der Spitze 40 wird mit einem optischen Überlagerungsinterferometer, das eine Lasersonde 52 und eine Linse 54 enthält, registriert und gemessen.
Optische Überlagerungsinterferometer sind bekannt. Bevorzugt wird ein Überlagerungsinterferometer, wie er erfolgreich in Anwendungen mit einem Raster-Kraft-Mikroskop eingesetzt wird und wie er ausführlich in folgendem Artikel beschrieben wird: "Atomic Force Microscope-Force Mapping and Profiling on a sub 100-Å Scale" von Y. Martin, C.C. Williams und H.K. Wickramasinghe, J. Appl. Phys., Band 61, Nr. 10, 15. Mai 1987, Seiten 4723-4729.
Die Spitze 40 und der Träger 42 sind an die x, y und z piezoelektrischen Treiber angeschlossen, die schematisch als Elemente 56, 58 bzw. 60 dargestellt sind. Die Position der Spitze bezüglich eines Punktes auf der stationären Probe 46 in den Richtungen x, y bzw. z wird über die Leiter 62, 64 und 66 an einen Computer 68 geleitet. Während die Spitze über der Probe in Richtung der x-Achse und der y-Achse abgetastet wird, wird die vom Computer 68 aufgrund der piezoelektrischen Treibersignale, die von jedem der Elemente 56, 58 und 60 entlang der Leiter 62, 64 bzw. 66 empfangen werden, berechnete Position sowie die magnetische Feldstärke B, die vom Interferometer 51 entlang des Leiters 70 an den Computer 68 geleitet wird, kombiniert, um an einem Ausgangsgerät 72 eine Darstellung des magnetischen Feldes entlang der Oberfläche der Probe 46 zu erzeugen, während die Spitze über der Oberfläche abgetastet wird. Beim Ausgangsgerät 72 kann es sich wahlweise um einen Bildschirm, einen Plotter, ein Aufzeichnungsgerät oder um ein beliebiges anderes Gerät handeln, welches in der Lage ist, eine graphische oder tabellarische Darstellung des magnetischen Feldes als Funktion der Position entlang der Oberfläche 44 der Probe 46 zu liefern.
Im Betriebszustand befindet sich die Spitze in einem Abstand von einem Nanometer zur Oberfläche der Probe. Die Amplitude der Vibrationsbewegung liegt im Bereich zwischen 0,1 und 10 nm. Der Computer 68 ist vorzugsweise ein IBM PC/AT oder aber ein anderer Computer, der sich ebenso oder besser zur Datenerfassung eignet.
Während die obige Beschreibung auf die Bewegung der Spitze bezüglich einer stationären Probe eingeht, ist es dem Fachmann klar, daß die relative Bewegung zwischen einer stationären Spitze und einer bewegten Probe oder zwischen einer sich bewegenden Spitze und einer sich bewegenden Probe, wie dies im Zusammenhang mit der Beschreibung des in Figur 1 dargestellten RTM beschrieben ist, gleich akzeptabel verläuft.
Die Größenordnung des Effekts des magnetischen Feldes ist mit Hilfe des Computers 68 folgendermaßen berechenbar: In einem Material mit einem magnetischen Feld B, welches sich außerhalb der Probe befindet und welches über eine bestimmte Längenskala l hinweg abnimmt, wobei ein Tunnel-Strom I fließt und wobei die Federkonstante der Feder 40 gleich k ist, liegt die statische Ablenkung der Spitze in der Ordnung von IB l /k. Im Fall eines Wechselstroms mit der Frequenz w&sub1; der Vorspannung, die so ausgewählt wurde, daß sie ungefähr gleich ist wie die mechanische Resonanzfrequenz der Spitze, wird die Amplitude a der Spitzenbewegung Q multipliziert mit der statischen Ablenkung oder a = QIB l /k. Im Fall von räumlich hohen Frequenzkomponenten des magnetischen Feldes ist die Länge l, über der sich das magnetische Feld B abbaut, ungefähr gleich der räumlichen Wellenlänge von B. Daher ist zur Auflösung von Schwingungen der Spitze im Feld B um 100 nm eine Einstellung von l auf 100 nm erforderlich. Bei einem normalen Q von 100, B = 1 W/m», k = 10&supmin;²N/m, einem Wechselstrom von 1 uA und l = 10 nm, schwingt die Spitze mit einer Amplitude von 0,1 nm. Die Auflösungsgrenze des Mikroskops bei der Anzeige des magnetischen Felds ähnelt der eines Raster-Tunnel-Mikroskops, möglicherweise begrenzt durch einen erhöhten Tunnelbereich und einen erhöhten Abstand aufgrund der Feldemission der Spitze. Von beiden diesen Effekten ist bekannt, daß sie mehrere Größenordnungen unterhalb der Auflösungen liegen, die mit derzeit möglichen Verfahren erzielt werden. Diese Effekte werden beispielsweise beschrieben im Artikel mit dem Titel "The Topografiner: An Instrument for Measuring Surface Microtopography" von R. Young, J. Ward and F. Scire, Rev. Sci. Instr., Band 43, Nr. 7, Juli 1972, Seiten 999-1011.
Das Verhältnis Signal-zu-Geräusch der Messung wird bestimmt durch die Geräuschgrenze des optischen Interferometers und durch die thermisch erzeugte Schwingung der Spitze. In Tests wurde bewiesen, daß das optische Interferometer, welches in dem Artikel supra von Martin et al beschrieben wird, Schwingungen der Spitze messen kann, die ungefähr 5 x 10&supmin;&sup6; nm/ Hz bei 100 uW Laserleistung betragen; es handelt sich daher nicht um eine kritische Begrenzung. Bei einer Federkonstanten von 10&supmin;² N/m beträgt die mittlere Quadratwurzel der Schwingung in der Spitzenposition ungefähr 1,2 nm bei Raumtemperatur. Die Amplitude in einer Bandbreite ß ist durch den Ausdruck N = (4RBTQß/kw1)½ gegeben. Beim Versuch, eine Auflösung von 10 nm (das heißt, a=1) mit den oben genannten Parametern zu erreichen, besitzen die Bandbreite ß und die Resonanzfrequenz w1 der Spitze 40 folgende Beziehung zueinander: w1/β = 1,6 x 10&sup4;, um ein Verhältnis Signal-zu-Geräusch von 1 zu erreichen. Normalerweise beträgt w1 ungefähr 50 kHz, so daß ß ungefähr 4 Hz beträgt. Die praktische Grenze der Meßauflösung liegt dann an der Abweichung im Raster-Tunnel-Mikroskop, welches für ß einen niedrigeren Grenzwert einstellt, nämlich ungefähr 0,1 bis 1 Hz oder ungefähr 1,5 nm Auflösung.
Eine weitere Beständigkeit gegen Geräuschquellen aus der Umgebung läßt sich durch die Vibration der Spitze mit einer zweiten Frequenz w2 in Richtung der z-Achse erzielen, die im wesentlichen normal auf die Ebene der Oberfläche 44 der Probe 46 gerichtet ist. Die Spitze wird durch Anlegen eines geeigneten Wechselstrom-Spannungssignals am piezoelektrischen Treiber der z-Achse einer Vibrationsbewegung ausgesetzt. Die Frequenz w2 ist nicht gleich der Resonanzfrequenz der Spitze und w2 wird so ausgewählt, daß die Summen- oder Differenzfrequenz (anhängig davon, welche registriert wird) gleich der Resonanzfrequenz der Spitze ist. Ein typischer Wert für w2 liegt zwischen 10 kHz und 100 kHz. Das Registrieren der Spitzenbewegung durch den optischen Überlagerungsinterferometer bei einer Differenz- oder Summenfrequenz der beiden angelegten Bewegungen (w1±w2) führt dazu, daß lediglich die Wechselwirkung der Spitze 40 und der Probe 46 registriert und gemessen wird. Es werden nicht nur niedrig aufgelöste Komponenten der Kraft-Wechselwirkung mit der Spitze abgewiesen, sondern das beschriebene Überlagerungsschema eliminiert unechte Signale, die aus der Joule hitze-induzierten Modulation der Probehöhe hervorgehen. Die Bewegung der Spitze wird entweder, wie dargestellt, durch einen einzigen Interferometer erzielt, der zur Messung der Laserphasenvariationen in der Lage ist, oder durch Verwendung von zwei Interferometern, von denen jeder die Bewegung entlang einer der Bewegungsachsen mißt. Während das bisher gesagte sich auf die Bewegung der Spitze bezieht, weiß der Fachmann, daß die relative Bewegung zwischen der Spitze und der Probe von Bedeutung ist. Daher lassen sich zur Durchführung der vorliegenden Erfindung Bewegung der Spitze, Bewegung der Probe und Bewegung der Probe und der Spitze verwenden.
Die Bewegung der Spitze sowie die Achsenpositionen x, y und z werden in der oben beschriebenen Weise an den Computer geliefert. Der Computer berechnet seinerseits die magnetische Feldstärke an jeder zugeordneten Spitzenposition relativ zur Probenoberfläche. Hierbei wird die oben beschriebene Gleichung verwendet, die zwischen Spitzenvibrationsamplitude und Feldstärke eine Beziehung herstellt. Der Computer liefert dann ein Ausgabesignal entsprechend der berechneten Werte.
Die oben beschriebene Erfindung ermöglicht zahlreiche Vorteile gegenüber bisheriger Verfahren. Erstens arbeitet die Einrichtung unabhängig als herkömmliches Raster-Tunnel-Mikroskop. Das heißt, die Topographie und die laterale magnetische Feldstärke werden gleichzeitig gemessen. Da die statische Ablenkung der Spitze (für die topographische Messung) im Vergleich zu den betreffenden Längenskalen relativ klein ist, werden die Topographie und das magnetische Feldbild voneinander getrennt. Hierdurch wird eine Messung der magnetischen Feldstärke unabhängig von der topographischen Messung auf bequeme Weise erzielt. Zweitens ist die Auflösung wesentlich höher als bei der Verwendung sowohl der magnetischen Kraft-Mikroskopie oder aber der Verwendung des Raster-Elektronen-Mikroskops mit Polarisationsanalyse, da die durch Verwendung des Raster-Tunnel-Mikroskops erreichbare höhere Auflösung die Auflösung der Messung der magnetischen Feldstärke bestimmt. Die Form der Spitze beeinflußt die Auflösung in derselben Weise wie in einem herkömmlichen Raster-Tunnel-Mikroskop, besonders bei der Messung von rauhen Oberflächen. Darüberhinaus hat die Sekundärwahlemission auf die Auflösungsgrenze keinen nennenswerten Einfluß. Schließlich läßt sich durch Messung der Spitzenschwingung in zwei orthogonale Richtungen die Richtung der Magnetisierung in der Probe bestimmen.
Es wurde ein Verfahren und eine günstige Anordnung einer Einrichtung zur Messung der magnetischen Feldstärke einer Probe beschrieben und in Abbildungen veranschaulicht. Der Fachmann weiß, daß hiervon Änderungen und Variationen möglich sind. Daher ist die Erfindung lediglich auf den Anwendungsbereich der beiliegenden Ansprüche beschränkt.

Claims

1. Eine Einrichtung zur Messung eines magnetischen Feldes in einer Probe (46) unter Verwendung eines Raster-Tunnel- Mikroskops mit einer Spitze (40), bestehend aus:

Treibermitteln (56, 58, 60) zur Einstellung des Abstands zwischen der Spitze (40) und einer Oberfläche (44) der Probe (46) und einer Position der Spitze (40), die die Abtastung der Oberfläche (44) ermöglicht, und zur Lieferung eines Signals, das die Position der Spitze (40) in bezug auf die Probe (46) angibt;

ein Generatormittel (50), welches an die Spitze (40) gekoppelt ist und ein Stromsignal mit einer Frequenz liefert, die im wesentlichen gleich ist wie die Resonanzfrequenz der Spitze (40), und zur Erzeugung eines Stroms zwischen der Spitze (40) und der Oberfläche (44), um zu bewirken, daß die Spitze (40) in Anwesenheit des magnetischen Feldes einer Vibrationsbewegung ausgesetzt wird;

eine Meßeinrichtung (51) zur Messung der Vibrationsbewegung der Spitze (40) und zur Lieferung eines Signals, das diese Bewegung anzeigt, und

ein Computer (68), der an die Meßeinrichtung (51) und an die Treibermittel (56, 58, 60) angeschlossen ist und ein Ausgabesignal erzeugt, welches die Position der Spitze (40) und die dieser Position entsprechende magnetische Feldstärke angibt.

2. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit Anspruch 1, wobei das Generatormittel (50), welches an die Spitze (40) gekoppelt ist, ein Stromsignal mit einer ersten vorbestimmten Frequenz liefert; des weiteren bestehend aus einem Mittel, das an das Treibermittel (56, 58, 60) angeschlossen ist und die Spitze (40) relativ zur Oberfläche (44) mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz entlang einer zur Ebene der Oberfläche (44) der Probe (46) im wesentlichen normalen Achse einer Vibrationsbewegung aussetzt.

3. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit Anspruch 1 oder 2, des weiteren bestehend aus einem Ausgabegerät (72), das an den Computer (68) angeschlossen ist und eine Anzeige des Ausgabesignals ermöglicht.

4. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der Computer (68) ein weiteres Ausgabesignal liefert, welches die Topographie der Oberfläche (44) der Probe (46) angibt.

5. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit Anspruch 3, wobei es sich bei dem Ausgabegerät (72) zusätzlich um einen Bildschirm oder einen Plotter handelt.

6. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Treibermittel (56, 58, 60) piezoelektrische Treibermittel enthalten, die der Positionierung der Spitze (40) relativ zur Oberfläche (44) sowie der Positionierung der Spitze (40) relativ zu einer stationären Oberfläche sowie der Positionierung der Oberfläche relativ zu einer stationären Spitze (40) dienen.

7. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Meßeinrichtung (51) ein optischer Überlagerungsinterferometer ist.

8. Die Einrichtung in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, wobei die Meßeinrichtung die Bewegung der Spitze mit einer Summenfrequenz oder einer Differenzfrequenz mißt, die im wesentlichen mit der Summe oder der Differenz der ersten vorbestimmten Frequenz und der zweiten vorbestimmten Frequenz übereinstimmt, und die Summen- oder Differenzfrequenz stimmt im wesentlichen mit der Resonanzfrequenz der Spitze überein.

9. Ein Verfahren zur Messung eines magnetischen Feldes in einer Probe (46) vorzugsweise unter Verwendung einer Einrichtung, wie sie in einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 8 beschrieben wird, bestehend aus folgenden Schritten:

Anordnung einer Spitze (40) in unmittelbarer Nähe einer Oberfläche (44) einer Probe (46) und Abtasten dieser Oberfläche (44);

Anlegen eines Stromsignals mit einer Frequenz, die im wesentlichen mit der Resonanzfrequenz der Spitze (40) übereinstimmt, an die Spitze (40), um zwischen der Spitze (40) und der Oberfläche (44) einen Strom zu erzeugen, der die Spitze (40) in Anwesenheit des magnetischen Feldes einer Vibrationsbewegung aussetzt;

Messung der Bewegung der Spitze (40) und Lieferung eines Signals zur Anzeige dieser Bewegung, und

Berechnung der Position der Spitze (40) und der magnetischen Feldstärke in Übereinstimmung mit der Position.

10. Das Verfahren zur Messung eines magnetischen Feldes in einer Probe, wie es in Anspruch 9 beschrieben wird, wobei das Anlegen eines Stromsignals an die Spitze folgendes umfaßt:

Anlegen eines Stromsignals mit einer ersten vorbestimmten Frequenz an die Spitze, und

Gleichzeitige Vibration der Spitze mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz entlang einer Achse, die zur Ebene der Oberfläche der Probe im wesentlichen normal verläuft.

11. Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, des weiteren bestehend aus einem Schritt zur Anzeige der Position der Spitze (40) und der magnetischen Feldstärke in Übereinstimmung mit der Position der Spitze (40).

12. Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, des weiteren bestehend aus einem Schritt zur gleichzeitigen Messung der Topographie der Oberfläche (44) der Probe (46).

13. Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, des weiteren bestehend aus einem Schritt zur gleichzeitigen Anzeige der Topographie der Oberfläche (44) der Probe (46).

14. Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei es sich bei der Messung der Bewegung um eine optische Messung handelt.

15. Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14, wobei in dieser Messung die Bewegung der Spitze (40) mit einer Summenfrequenz oder mit einer Differenzfrequenz gemessen wird, die im wesentlichen gleich ist wie die Summe oder die Differenz der ersten vorbestimmten Frequenz und der zweiten vorbestimmten Frequenz, und wobei die Summen- oder Differenzfrequenz im wesentlichen gleich ist wie die Resonanzfrequenz der Spitze (40).