Д МСМ

Магнитно-силовая Микроскопия (МСМ) [1, 2] является эффективным средством исследований магнитных структур на субмикронном уровне. Получаемы с помощью МСМ изображения являются пространственным распределением некоторого параметра, характеризующего магнитное взаимодействие зонд-образец, например, силу взаимодействия, амплитуду колебаний магнитного зонда и т.д. Магнитный зондовый датчик является стандартным кремниевым (или изготовленным из нитрида кремния) зондовым датчиком, покрытым пленкой из магнитного материала. МСМ измерения позволяют проводить исследования магнитных доменных структур с высоким пространственным разрешением, записи и считывания информации в магнитной среде, процессов перемагничивания и т.д.

При проведении магнитных исследований на субмикронном уровне прежде всего необходимо отделить «магнитные» изображения от изображений рельефа. Для решения этой проблемы магнитные измерения проводятся по двухпроходной методике . На первом проходе определяется рельеф поверхности по Контактному или Прерывисто-контактному ("полуконтактному") методам.

На втором проходе каждой линии сканирования (или изображения в целом) кантилевер приподнимается над поверхностью и сканирование осуществляется в соответствии с запомненным рельефом. В результате на втором проходе расстояние между сканируемой поверхностью и закрепленным концом кантилевера поддерживается постоянным. При этом расстояние зонд-поверхность должно быть достаточно большим, чтобы пренебречь силами Ван-дер-Ваальса, так что на втором проходе кантилевер подвергается воздействию только дальнодействующей магнитной силы. В соответствии с этим методом и изображение рельефа и магнитное изображение могут быть получены одновременно.

В динамической МСМ (Д МСМ) на втором проходе для детектирования магнитного поля используется колеблющийся с резонансной частотой кантилевер (как при использовании Бесконтактного или Прерывисто-контактного методов).


В Д МСМ детектируется производная магнитной силы: производная силы в приближении точечного диполя может быть представлена в виде:

F' = n grad(n F), F = (m grad) H

n – единичный вектор нормали к плоскости кантилевера. Как видно из этого выражения сигнал Д МСМ пропорционален второй производной поля рассеяния.

Ссылки

  1. Appl. Phys. Lett. 50, 1455 (1987).
  2. J. Appl. Phys. 62, 4293 (1987).