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什么是磁力显微镜(MFM)?磁力显微镜的应用

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 扫描式磁力显微镜(MFM)

1. 原理

扫描式磁力显微镜是Tapping Mode和 Lift Mode 的操作应用,扫描前必须将探针磁化,然后先以Tapping Mode取得高度变化的影像,然后再利用 Lift Mode 量测存在表面上方的磁场分布,因为探针已经经过磁化所以在表面上方扫描时只会感应有磁场的区域。
 
2.应用
 
分析磁记录材料(图6-1),磁性薄膜的表面磁区及磁壁分布,如钴薄膜上的非对称 Bloch 磁壁及 cross-tie 磁壁有共存现象(图6-2)与结构缺陷所产生的磁性结构(图6-3)。
 
磁力显微镜分析磁记录材料
 
图6-1 分析磁记录材料[3]
 
钴薄膜上的非对称 Bloch 磁壁及 cross-tie 磁壁
 
图6-2钴薄膜上的非对称 Bloch 磁壁及 cross-tie 磁壁[3]
 
结构缺陷所产生的磁性结构
 
图6-3 结构缺陷所产生的磁性结构 [3]
 
由于AFM具有原子级的解析度,是各种薄膜粗糙度检测,及微观表面结构研究的重要工具,并且也很适合与扫描电子显微镜相搭配,成为从mm至nm尺度的表面分析仪器;而AFM亦可在液体环境中操作,更可用来观测材料表面在化学反应过程中的变化,以及生物活体的动态行为,可广泛应用于生物科技及医学科技上。另外就是AFM亦可应用于奈米结构之制作与加工,目前已有多种可行方法,应用于超高密度记忆装置及次微米电子元件的制作。
 
由以上比较结果可知,原子力显微镜是发展生物科技与微奈米科技的重要分析利器;随着科技的发展,元件的微小化已是时代趋势,「显微观察」成为验证研究结果的一项重要數据,仪器主要功能包括:
 
(1). 可扫描半导体与非导体固体材料试片的表面型态立体影像及结构表面粗糙度影像。(图6-4)
(2). 可进行液态扫描仿生分子阵列及生物试片。(图6-5)
(3). 可进行光碟片等磁纪录器扫描。(图6-6)
 
 
 物理表面形态及粗糙度测量
    
(a)
 
物理表面形态及粗糙度测量
 
(b)
 
图6-4 物体表面型态及粗糙度量测
 
仿生分子阵列及生物试片 
 
图6-5 仿生分子阵列及生物试片
 
光碟片等磁纪录器扫描
 
图6-6光碟片等磁纪录器扫描

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