俄羅斯學者在巨磁阻抗基礎上製造出掃描磁性顯微鏡

俄羅斯國家研究型工藝技術大學MISIS的學者們在新型傳感器的基礎上製造出了掃描磁性顯微鏡的實驗室模型。
Sputnik

俄羅斯學者製造可從內外兩側觀察物體的顯微鏡
學者們說,借助這種裝置可以看到被研究物體的磁場影像。所得結果發表在《磁學和磁性材料雜誌》(Journal of Magnetism and Magnetic Materials)雜誌上。

首批掃描磁性系統在30多年前就已經製造出來。這種裝置被用來發現各種材料和結構中的缺陷,也用於在生物醫學附件中測量生物體的弱磁場。

這種裝置中的磁場敏感度和空間磁分辨率是由磁性傳感器決定的。通常來說,掃描磁性系統中使用的是霍爾傳感器或者超導量子干涉儀(SQUID)。相對不久前出現了新型高敏感巨磁阻抗(GMI)傳感器。

俄羅斯學者在巨磁阻抗基礎上製造出掃描磁性顯微鏡

“巨磁阻抗傳感器是直徑在10-20微米(具有獨特軟磁性和機械性能的新型磁材料)、帶有微型線圈的無定形強磁性微型導線小切片(4毫米)。傳感器的工作原理建立在巨磁阻抗效應的基礎之上。這種效應是在外部磁場的作用下,測量高頻微型導線的阻抗。”——俄羅斯國家研究型工藝技術大學MISIS高級科研員謝爾蓋·古多什尼科夫介紹說。

在俄羅斯國家研究型工藝技術大學MISIS所研發出的掃描磁性顯微鏡中,機械部分的結構與標準的3D打印機的結構類似。其中使用了新型巨磁阻抗傳感器。在測量傳感器時在靠近所研究物體的表面逐步運動,在運動過程中測量磁場垂直部件的局部值。爾後借助電腦按照這些數據製作所研究物體的磁場影像。所用傳感器的尺寸越小,傳感器越靠近樣品表面,那麼越可能在磁性影像中表現出更多的磁性。

專家們指出,磁性顯微鏡的新品質將吸引俄羅斯國內外潛在用戶的關注:非侵襲性(對所研究物體的影響小)、高空間分辨率結合良好的磁性敏感度、結構簡單、可以製造多渠道掃描測量系統。

未來計劃把掃描磁性顯微鏡的空間分辨率增加到20微米,這將有助於對薄膜磁性微觀結構、磁性納米粒子群和生物物體群的弱磁場進行仔細研究。