35. Методы магнитно-силовой микроскопии.

Магнитно-силовая микроскопия (МСМ) является эффективным средством магнитных исследований на субмикронном уровне. Изображения, получаемые с помощью МСМ отображают пространственное распределение некоторых параметров, характеризующих магнитное взаимодействие зонд-образец, т.е. силу взаимодействия, амплитуду колебаний магнитного зонда и пр. Датчик МСМ является обычным кремниевым (или нитридным) датчиком АСМ, покрытым тонкой магнитной пленкой. МСМ измерения позволяют с высоким разрешением исследовать магнитную доменную структуру, проводить запись и считывание информации в магнитной среде, исследовать процессы магнитного перемагничивания и т.д.

Наиболее важной проблемой МСМ является разделение магнитного изображения от изображения рельефа. Для решения этой проблемы магнитные измерения проводятся с использованием двухпроходной методики. На первом проходе определяется рельеф с использованием контактного или прерывисто-контатного методов. На втором проходе зонд приподнимается и на него действуют теперь только дальнодействующие магнитные силы.

 

На втором проходе возможно использование двух методов:

1.Статическая МСМ (С МСМ). При использовании этого метода МСМ регистрируется обусловленное магнитным взаимодействием между зондом и образцом отклонение неколеблющегося кантилевера. Величина магнитной силы

  ,

где m - эффективный магнитный момент зонда, H - поле рассеяния образца.

2.Динамическая МСМ (Д МСМ). На втором проходе для определения параметров магнитной силы используются резонансные колебания кантилевера (как в прерывисто-контактном методе). В этом методе МСМ регистрируется производная магнитной силы.

36. Методы полевой электронной микроскопии.

ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ, совокупность электронно-зондовых методов исследования микроструктуры твердых тел, их локального состава и микрополей (электрических, магнитных и др.) с помощью электронных микроскопов (ЭМ) - приборов, в к-рых для получения увелич. изображений используют электронный пучок.

Различают два гл. направления электронной микроскопии: трансмиссионную (просвечивающую) и растровую (сканирующую), основанных на использовании соответствующих типов ЭМ. 

(В основе метода лежит явление ионизации на поверхности металла молекул или атомов газа в сильном электрическом поле за счет туннелирования валентных электронов в металл.)

Принцип полевой микроскопии заключается в том, что на платиновую иглу, находящуюся в вакууме или в разреженном газе, подается высокое напряжение. Если на иглу подан высокий отрицательный потенциал, электроны из острия иглы (в области максимального градиента поля) туннелирует и разгоняются полем. Электронный пучок в вакууме имеет различную интенсивность в различных направлениях, поскольку туннелирование электронов через междоузлия в решетке платины и через поверхностные атомы происходит с различной вероятностью. Таким образом, распределение электронного тока по направлению отражает распределение атомов на поверхности платиновой иглы. Для регистрации этого распределения электронный ток усиливается микроканальной пластиной и направляется на флуоресцентный экран. Изображение на экране фиксируется видеокамерой. Разрешение полевой электронной микроскопии составляет порядка 20 ангстрем. Полевая ионная микроскопия отличается от полевой электронной микроскопией тем, что на платиновую иглу подается высокий положительный потенциал. Молекулы разреженного газа, который находятся вблизи поверхности острия теряют электроны, превращаются в положительно заряженный ионы, которые также ускоряются полем. В этом случае изображение поверхности формируется током положительно заряженных ионов. В этом варианте полевой микроскопии разрешение может достигать 2-3 ангстрем. Процессы адсорбции молекул на поверхности платины, их перемещения по поверхности и реакции регистрируются как изменение изображения, регистрируемого микроскопом.