[go: up one dir, main page]

RU2833421C1 - External magnetic field source for magnetic force microscopy - Google Patents

External magnetic field source for magnetic force microscopy Download PDF

Info

Publication number
RU2833421C1
RU2833421C1 RU2024111385A RU2024111385A RU2833421C1 RU 2833421 C1 RU2833421 C1 RU 2833421C1 RU 2024111385 A RU2024111385 A RU 2024111385A RU 2024111385 A RU2024111385 A RU 2024111385A RU 2833421 C1 RU2833421 C1 RU 2833421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
permanent magnet
magnetic
magnetic field
force microscopy
Prior art date
Application number
RU2024111385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Александрович Козодаев
Иван Александрович Новиков
Сергей Викторович Костромин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АКТИВНАЯ ФОТОНИКА"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АКТИВНАЯ ФОТОНИКА" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АКТИВНАЯ ФОТОНИКА"
Application granted granted Critical
Publication of RU2833421C1 publication Critical patent/RU2833421C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measuring.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, namely to magnetic force microscopy. External magnetic field source for magnetic force microscopy consists of a first permanent magnet and a second permanent magnet, a magnetic field contactor connected to the first surface of the first permanent magnet and the first surface of the second permanent magnet, and also consists of a first magnetic conductor connected to a second surface of a first permanent magnet, and a second magnetic conductor connected to a second surface of a second permanent magnet, in the first magnetic core the first sample is made, and in the second magnetic core the second sample is made, at that the first sample and the second sample are located opposite to each other.
EFFECT: possibility of diagnosing materials and structures under the effect of an external magnetic field oriented both perpendicular and along the plane of the surface of the sample.
8 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к магнитно-силовой микроскопии, и может быть использовано для исследования и диагностики поведения микро- и наноразмерных структур под действием внешнего магнитного поля.The invention relates to the field of measurement technology, namely to magnetic force microscopy, and can be used to study and diagnose the behavior of micro- and nano-sized structures under the influence of an external magnetic field.

Известен источник внешнего магнитного поля, содержащий многовитковый соленоид и ферромагнитный сердечник, устанавливаемый на сканер под образцом [Magnetic imaging in the presence of external fields: Technique and applications / R.D. Gomez, E.R. Burke, I.D. Mayergoyz // Journal of Applied Physics. - 1996. - V. 79. - P. 6441-6446].A source of external magnetic field is known, containing a multi-turn solenoid and a ferromagnetic core, installed on the scanner under the sample [Magnetic imaging in the presence of external fields: Technique and applications / R.D. Gomez, E.R. Burke, I.D. Mayergoyz // Journal of Applied Physics. - 1996. - V. 79. - P. 6441-6446].

Недостатки этого устройства заключаются в том, что генерация внешнего магнитного поля высоких значений возможна лишь при пропускании электрического тока высокого значения, что приводит к разогреву конструкции, а как следствие - к термическому дрейфу образца.The disadvantages of this device are that the generation of an external magnetic field of high values is possible only by passing a high value electric current, which leads to heating of the structure and, as a consequence, to thermal drift of the sample.

Известен также источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии, содержащий соленоид, магнитопровод и два полюсных наконечника, по крайней мере, один из которых пространственно отделен от магнитопровода и установлен непосредственно на сканер в держатель образца [Пат. 2276794 Российская Федерация, МПК G01R 33/12. Магнитно-силовой микроскоп с переменным магнитом / Быков В.А., Быков А.В., Костромин С.В., Рябоконь В.Н., Саунин С.А.; заявитель и патентообладатель ЗАО «НТ-МДТ». - №2004133657/28; заявл. 18.11.2004; опубл. 20.05.2006 Бюл. №14. - 7 с.: ил.].Also known is a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy, comprising a solenoid, a magnetic circuit and two pole pieces, at least one of which is spatially separated from the magnetic circuit and mounted directly on the scanner in the sample holder [Patent 2276794 Russian Federation, IPC G01R 33/12. Magnetic force microscope with a variable magnet / Bykov V.A., Bykov A.V., Kostromin S.V., Ryabokon V.N., Saunin S.A.; applicant and patent holder ZAO NT-MDT. - No. 2004133657/28; declared 18.11.2004; published 20.05.2006 Bulletin No. 14. - 7 p.: ill.].

Недостатки этого устройства заключаются в том, что для изменения ориентации внешнего магнитного поля относительно плоскости поверхности образца требуется изменение конфигурации держателя образца и магнитопровода, что приводит к увеличению времени проведения исследования.The disadvantages of this device are that changing the orientation of the external magnetic field relative to the plane of the sample surface requires changing the configuration of the sample holder and magnetic circuit, which leads to an increase in the time required to conduct the study.

Известен также источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии, содержащий постоянный магнит и два магнитопровода, расположенных друг напротив друга [High field magnetic force microscopy / R. Proksch, E. Runge, P.K. Hansma [et al.] // Journal of Applied Physics. - 1995. - V. 78. - P. 3303-3307].A source of external magnetic field for magnetic force microscopy is also known, containing a permanent magnet and two magnetic cores located opposite each other [High field magnetic force microscopy / R. Proksch, E. Runge, P.K. Hansma [et al.] // Journal of Applied Physics. - 1995. - V. 78. - P. 3303-3307].

Недостатки этого устройства заключаются в том, что концентрация и ориентация магнитного поля, создаваемого данным источником магнитного поля, возможна лишь в продольной плоскости поверхности образца, из-за чего невозможно проводить исследования влияния внешнего магнитного поля, ориентированного по нормали к плоскости поверхности образца.The disadvantages of this device are that the concentration and orientation of the magnetic field created by this magnetic field source is possible only in the longitudinal plane of the sample surface, which makes it impossible to conduct studies of the influence of an external magnetic field oriented normal to the plane of the sample surface.

Технический результат изобретения заключается в возможности концентрации и ориентации магнитного поля как параллельно, так и перпендикулярно плоскости поверхности образца без изменения конфигурации источника магнитного поля. Это позволяет проводить диагностику материалов и структур под влиянием внешнего магнитного поля, ориентированного как перпендикулярно, так и вдоль плоскости поверхности образца.The technical result of the invention consists in the possibility of concentrating and orienting the magnetic field both parallel and perpendicular to the plane of the sample surface without changing the configuration of the magnetic field source. This allows diagnostics of materials and structures under the influence of an external magnetic field oriented both perpendicular and along the plane of the sample surface.

Сущность изобретения заключается в том, что в источнике внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии, состоящем из первого постоянного магнита и второго постоянного магнита, замыкателя магнитного поля, соединенного с первой поверхностью первого постоянного магнита и первой поверхностью второго постоянного магнита, и состоящий также из первого магнитопровода, соединенного со второй поверхностью первого постоянного магнита и второго магнитопровода, соединенного со второй поверхностью второго постоянного магнита, в первом магнитопроводе выполнена первая выборка, а во втором магнитопроводе выполнена вторая выборка, при этом первая выборка и вторая выборка расположены друг напротив друга.The essence of the invention is that in a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy, consisting of a first permanent magnet and a second permanent magnet, a magnetic field closeer connected to the first surface of the first permanent magnet and the first surface of the second permanent magnet, and also consisting of a first magnetic circuit connected to the second surface of the first permanent magnet and a second magnetic circuit connected to the second surface of the second permanent magnet, a first sample is made in the first magnetic circuit, and a second sample is made in the second magnetic circuit, wherein the first sample and the second sample are located opposite each other.

Существует вариант, в котором первая выборка выполнена в виде фрагмента первой окружности, и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второй окружности.There is a variant in which the first sample is made in the form of a fragment of the first circle, and the second sample is made in the form of a fragment of the second circle.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде фрагмента первого овала, и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второго овала.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a fragment of the first oval, and the second sample is made in the form of a fragment of the second oval.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого треугольного элемента, и вторая выборка выполнена в виде второго треугольного элемента.There is also a variant in which the first sample is made in the form of the first triangular element, and the second sample is made in the form of the second triangular element.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента, и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a first rectangular element, and the second sample is made in the form of a second rectangular element.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента со скругленными краями, и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента со скругленными краями.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a first rectangular element with rounded edges, and the second sample is made in the form of a second rectangular element with rounded edges.

Существует также вариант, в котором первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют одинаковые размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.There is also a variant in which the first magnetic core and the second magnetic core have the same dimensions A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

Существует также вариант, в котором первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.There is also a variant in which the first magnetic core and the second magnetic core have different dimensions A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов окружности.Fig. 1 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of a circle.

На фиг. 2 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов окружности, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.Fig. 2 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of a circle, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

На фиг. 3 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов овалов.Fig. 3 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of oval fragments.

На фиг. 4 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов овалов, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.Fig. 4 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of oval fragments, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

На фиг. 5 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов треугольников.Fig. 5 shows a source of external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of triangles.

На фиг. 6 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов треугольников, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.Fig. 6 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of triangles, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

На фиг. 7 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов прямоугольников.Fig. 7 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of rectangular fragments.

На фиг. 8 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов прямоугольников, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.Fig. 8 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of rectangles, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

На фиг. 9 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов прямоугольников со скругленными краями.Fig. 9 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of rectangles with rounded edges.

На фиг. 10 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, выполненными в виде фрагментов прямоугольников со скругленными краями, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.Fig. 10 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples made in the form of fragments of rectangles with rounded edges, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively.

На фиг. 11 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками в составе сканирующего зондового микроскопа.Fig. 11 shows a source of external magnetic field for magnetic force microscopy with samples as part of a scanning probe microscope.

На фиг. 12 изображен источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии с выборками, причем первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита, в составе сканирующего зондового микроскопа.Fig. 12 shows a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy with samples, wherein the first magnetic core and the second magnetic core have different sizes A1 and A2 towards the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively, as part of a scanning probe microscope.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии состоит из первого постоянного магнита 1 (фиг. 1) и второго постоянного магнита 2. Их диаметры могут составлять 10 мм, а длина - 15 мм, в качестве их материала можно использовать сплав на основе неодима, бора и железа. Устройство состоит также из замыкателя магнитного поля 3, изготовленного, например, из пермендюра, и соединенного с первой поверхностью первого постоянного магнита 1 и первой поверхностью второго постоянного магнита 2. Устройство состоит также из первого магнитопровода 4, соединенного со второй поверхностью первого постоянного магнита 1, и второго магнитопровода 5, соединенного со второй поверхностью второго постоянного магнита 2. Первый магнитопровод 4 и второй магнитопровод 5 могут быть изготовлены из пермендюра. При этом в первом магнитопроводе 4 выполнена первая выборка, а во втором магнитопроводе 5 выполнена вторая выборка. Причем первая выборка и вторая выборка расположены друг напротив друга. В основном варианте первая выборка выполнена в виде фрагмента первой окружности 6, и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второй окружности 7. Диаметры первой окружности 6 и второй окружности 7 могут быть в диапазоне 5-7 мм. В предпочтительном варианте выборки, расположенные друг напротив друга, имеют одинаковые размеры.The source of the external magnetic field for magnetic force microscopy consists of the first permanent magnet 1 (Fig. 1) and the second permanent magnet 2. Their diameters can be 10 mm, and the length - 15 mm, as their material it is possible to use an alloy based on neodymium, boron and iron. The device also consists of a magnetic field closeer 3, made, for example, of permendur, and connected to the first surface of the first permanent magnet 1 and the first surface of the second permanent magnet 2. The device also consists of a first magnetic circuit 4, connected to the second surface of the first permanent magnet 1, and a second magnetic circuit 5, connected to the second surface of the second permanent magnet 2. The first magnetic circuit 4 and the second magnetic circuit 5 can be made of permendur. In this case, the first sample is made in the first magnetic circuit 4, and the second sample is made in the second magnetic circuit 5. Moreover, the first sample and the second sample are located opposite each other. In the basic version, the first sample is made in the form of a fragment of the first circle 6, and the second sample is made in the form of a fragment of the second circle 7. The diameters of the first circle 6 and the second circle 7 can be in the range of 5-7 mm. In the preferred version, the samples located opposite each other have the same dimensions.

Существует два варианта, в которых высоты А1 и А2 равны друг другу и не равны друг другу (фиг. 2). А1 и А2 могут быть в диапазоне 14-17 мм. Разница высот А1 и А2 может быть в диапазоне 1-3 мм.There are two options in which the heights of A1 and A2 are equal to each other and not equal to each other (Fig. 2). A1 and A2 can be in the range of 14-17 mm. The difference in heights of A1 and A2 can be in the range of 1-3 mm.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде фрагмента первого овала 8 (фиг. 3), и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второго овала 9. Размеры овалов могут быть в диапазоне 5-7 мм в высоту и 6-9 мм в ширину.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a fragment of the first oval 8 (Fig. 3), and the second sample is made in the form of a fragment of the second oval 9. The sizes of the ovals can be in the range of 5-7 mm in height and 6-9 mm in width.

Существует два варианта, в которых высоты А1 и А2 равны друг другу и не равны друг другу (фиг. 4). А1 и А2 могут быть в диапазоне 14-17 мм Разница высот А1 и А2 может быть в диапазоне 1-3 мм.There are two options in which the heights of A1 and A2 are equal to each other and not equal to each other (Fig. 4). A1 and A2 can be in the range of 14-17 mm. The difference in heights of A1 and A2 can be in the range of 1-3 mm.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого треугольного элемента 10 (фиг. 5), и вторая выборка выполнена в виде второго треугольного элемента 11. Размеры треугольных элементов могут быть в диапазоне 5-7 мм в высоту и 5-7 мм в ширину.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a first triangular element 10 (Fig. 5), and the second sample is made in the form of a second triangular element 11. The dimensions of the triangular elements can be in the range of 5-7 mm in height and 5-7 mm in width.

Существует два варианта, в которых высоты А1 и А2 равны друг другу и не равны друг другу (фиг. 6). А1 и А2 могут быть в диапазоне 14-17 мм. Разница высот А1 и А2 может быть в диапазоне 1-3 мм.There are two options in which the heights of A1 and A2 are equal to each other and not equal to each other (Fig. 6). A1 and A2 can be in the range of 14-17 mm. The difference in heights of A1 and A2 can be in the range of 1-3 mm.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента 12 (фиг. 7), и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента 13. Размеры прямоугольных элементов могут быть в диапазоне 5-8 мм в высоту и 4-7 мм в ширину.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a first rectangular element 12 (Fig. 7), and the second sample is made in the form of a second rectangular element 13. The dimensions of the rectangular elements can be in the range of 5-8 mm in height and 4-7 mm in width.

Существует два варианта, в которых высоты А1 и А2 равны друг другу и не равны друг другу (фиг. 8). А1 и А2 могут быть в диапазоне 14-17 мм Разница высот А1 и А2 может быть в диапазоне 1-3 мм.There are two options in which the heights of A1 and A2 are equal to each other and not equal to each other (Fig. 8). A1 and A2 can be in the range of 14-17 mm. The difference in heights of A1 and A2 can be in the range of 1-3 mm.

Существует также вариант, в котором первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента со скругленными краями 14 (фиг. 9), и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента со скругленными краями 15. Размеры прямоугольных элементов могут быть в диапазоне 5-8 мм в высоту и 4-7 мм в ширину. Радиус скругления краев может быть в диапазоне 2-4 мм.There is also a variant in which the first sample is made in the form of a first rectangular element with rounded edges 14 (Fig. 9), and the second sample is made in the form of a second rectangular element with rounded edges 15. The dimensions of the rectangular elements can be in the range of 5-8 mm in height and 4-7 mm in width. The radius of the rounding of the edges can be in the range of 2-4 mm.

Существует два варианта, в которых высоты А1 и А2 равны друг другу и не равны друг другу (фиг. 10). А1 и А2 могут быть в диапазоне 14-17 мм Разница высот А1 и А2 может быть в диапазоне 1-3 мм.There are two options in which the heights of A1 and A2 are equal to each other and not equal to each other (Fig. 10). A1 and A2 can be in the range of 14-17 mm. The difference in heights of A1 and A2 can be in the range of 1-3 mm.

Устройство работает следующим образом. Помещенные между первым магнитопроводом 4 (фиг. 1 - фиг. 10) и замыкателем 3 первый постоянный магнит 1 и между вторым магнитопроводом 5 и замыкателем 3 второй постоянный магнит 2 создают магнитное поле в зазоре между первым магнитопроводом 4 и вторым магнитопроводом 5. Величина создаваемого магнитного поля пропорциональна ориентации постоянного магнита 1 и ориентации постоянного магнита 2. Помещая образец в область 17 (фиг. 11-12) на держателе образца 16, возможно проводить диагностику образца с помощью зондового датчика 19 под воздействием внешнего магнитного поля, силовые линии которого ориентированы вдоль плоскости поверхности образца. Зондовый датчик 19 устанавливается в держатель зондового датчика 20. Перемещение зондового датчика 19 относительно образца осуществляется с помощью сканера 21, подключенного к блоку управления 23. Регистрация деформаций зондового датчика 19 может производиться с помощью оптической системы регистрации деформаций 22. Помещая образец в область 18, возможно аналогичным образом проводить диагностику образца под воздействием внешнего магнитного поля, силовые линии которого ориентированы перпендикулярно плоскости поверхности образца.The device operates as follows. The first permanent magnet 1 placed between the first magnetic circuit 4 (Fig. 1 - Fig. 10) and the contactor 3 and the second permanent magnet 2 placed between the second magnetic circuit 5 and the contactor 3 create a magnetic field in the gap between the first magnetic circuit 4 and the second magnetic circuit 5. The magnitude of the created magnetic field is proportional to the orientation of the permanent magnet 1 and the orientation of the permanent magnet 2. By placing the sample in the region 17 (Fig. 11-12) on the sample holder 16, it is possible to carry out diagnostics of the sample using the probe sensor 19 under the influence of an external magnetic field, the lines of force of which are oriented along the plane of the surface of the sample. The probe sensor 19 is installed in the probe sensor holder 20. The movement of the probe sensor 19 relative to the sample is carried out using the scanner 21, connected to the control unit 23. The registration of the deformations of the probe sensor 19 can be carried out using the optical system for registering deformations 22. By placing the sample in the area 18, it is possible to similarly carry out diagnostics of the sample under the influence of an external magnetic field, the lines of force of which are oriented perpendicular to the plane of the surface of the sample.

В тех вариантах, где первый магнитопровод 4 (фиг. 12) и второй магнитопровод 5 имеют различные размеры А1 и А2 соответственно, в области 18 на держателе образца 16 удается повысить значение индукции создаваемого внешнего магнитного поля, ориентированного близко к нормали к поверхности второго магнитопровода 5.In those variants where the first magnetic core 4 (Fig. 12) and the second magnetic core 5 have different dimensions A1 and A2, respectively, in region 18 on the sample holder 16 it is possible to increase the value of the induction of the created external magnetic field, oriented close to the normal to the surface of the second magnetic core 5.

То, что в источнике внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии, состоящем из первого постоянного магнита 1 и второго постоянного магнита 2, замыкателя магнитного поля 3, соединенного с первой поверхностью первого постоянного магнита 1 и первой поверхностью второго постоянного магнита 2, и состоящий также из первого магнитопровода 4, соединенного со второй поверхностью первого постоянного магнита 1 и второго магнитопровода 5, соединенного со второй поверхностью второго постоянного магнита 2, в первом магнитопроводе 4 выполнена первая выборка, а во втором магнитопроводе 5 выполнена вторая выборка, при этом первая выборка и вторая выборка расположены друг напротив друга, позволяет сконцентрировать силовые линии магнитного поля в верхних частях магнитопровода 4 и магнитопровода 5, увеличивая индукцию внешнего магнитного поля в области над поверхностью магнитопровода 4 и в области над поверхностью магнитопровода 5, а также в зазоре между магнитопроводом 4 и магнитопроводом 5, что приводит к созданию внешнего магнитного поля, ориентированного вдоль плоскости поверхности образца, в зазоре между первым магнитопроводом 4 и вторым магнитопроводом 5, а также к созданию внешнего магнитного поля, ориентированного перпендикулярно плоскости поверхности образца, над поверхностью магнитопровода 5.The fact that in a source of an external magnetic field for magnetic force microscopy, consisting of a first permanent magnet 1 and a second permanent magnet 2, a magnetic field closeer 3 connected to the first surface of the first permanent magnet 1 and the first surface of the second permanent magnet 2, and also consisting of a first magnetic circuit 4 connected to the second surface of the first permanent magnet 1 and a second magnetic circuit 5 connected to the second surface of the second permanent magnet 2, in the first magnetic circuit 4 a first selection is made, and in the second magnetic circuit 5 a second selection is made, wherein the first selection and the second selection are located opposite each other, makes it possible to concentrate the lines of force of the magnetic field in the upper parts of the magnetic circuit 4 and the magnetic circuit 5, increasing the induction of the external magnetic field in the region above the surface of the magnetic circuit 4 and in the region above the surface of the magnetic circuit 5, as well as in the gap between the magnetic circuit 4 and the magnetic circuit 5, which leads to the creation of an external magnetic field oriented along the plane of the surface of the sample, in the gap between the first magnetic circuit 4 and the second magnetic circuit 5, as well as to the creation of an external magnetic field oriented perpendicular to the plane of the sample surface, above the surface of the magnetic circuit 5.

То, что первая выборка выполнена в виде фрагмента первой окружности 6 и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второй окружности 7 приводит к снижению значения напряженности магнитного поля внутри первого магнитопровода 4 и второго магнитопровода 5 на участках изменения геометрии структуры в области границы раздела воздух-первый магнитопровод 4 и в области границы раздела воздух-второй магнитопровод 5, т.к. в общем случае зависимость напряженности магнитного поля оказывается обратно пропорциональна радиусу скругления углов выборки.The fact that the first sample is made in the form of a fragment of the first circle 6 and the second sample is made in the form of a fragment of the second circle 7 leads to a decrease in the value of the magnetic field strength inside the first magnetic core 4 and the second magnetic core 5 in the sections of the change in the geometry of the structure in the area of the air-first magnetic core 4 interface and in the area of the air-second magnetic core 5 interface, since in the general case the dependence of the magnetic field strength turns out to be inversely proportional to the radius of rounding of the corners of the sample.

То, что первая выборка выполнена в виде фрагмента первого овала 8 и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второго овала 9 приводит к снижению значения напряженности магнитного поля внутри первого магнитопровода 4 и второго магнитопровода 5 на участках изменения геометрии структуры в области границы раздела воздух-первый магнитопровод 4 и в области границы раздела воздух-второй магнитопровод 5, т.к. в общем случае зависимость напряженности магнитного поля оказывается обратно пропорциональна радиусу скругления углов выборки.The fact that the first sample is made in the form of a fragment of the first oval 8 and the second sample is made in the form of a fragment of the second oval 9 leads to a decrease in the value of the magnetic field strength inside the first magnetic core 4 and the second magnetic core 5 in the sections of the change in the geometry of the structure in the area of the air-first magnetic core 4 interface and in the area of the air-second magnetic core 5 interface, since in the general case the dependence of the magnetic field strength turns out to be inversely proportional to the radius of rounding of the corners of the sample.

То, что первая выборка выполнена в виде первого треугольного элемента 10 и вторая выборка выполнена в виде второго треугольного элемента 11 позволяет упростить процесс формирования выборки, используя прямой резец.The fact that the first sample is made in the form of the first triangular element 10 and the second sample is made in the form of the second triangular element 11 makes it possible to simplify the process of forming the sample using a straight cutter.

То, что первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента 12 и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента 13 позволяет упростить процесс формирования выборки, используя штамповку Т-образной формы.The fact that the first sample is made in the form of the first rectangular element 12 and the second sample is made in the form of the second rectangular element 13 makes it possible to simplify the process of forming the sample using T-shaped stamping.

То, что первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента со скругленными краями 14 и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента со скругленными краями 15 приводит к снижению значения напряженности магнитного поля внутри первого магнитопровода 4 и второго магнитопровода 5 на участках изменения геометрии структуры в области границы раздела воздух-первый магнитопровод 4 и в области границы раздела воздух-второй магнитопровод 5, т.к. в общем случае зависимость напряженности магнитного поля оказывается обратно пропорциональна радиусу скругления углов выборки.The fact that the first sample is made in the form of a first rectangular element with rounded edges 14 and the second sample is made in the form of a second rectangular element with rounded edges 15 leads to a decrease in the value of the magnetic field strength inside the first magnetic core 4 and the second magnetic core 5 in the sections of the change in the geometry of the structure in the area of the air-first magnetic core 4 interface and in the area of the air-second magnetic core 5 interface, since in the general case the dependence of the magnetic field strength turns out to be inversely proportional to the radius of rounding of the corners of the sample.

То, что первый магнитопровод 4 и второй магнитопровод 5 имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита 1 и второго постоянного магнита 2, позволяет увеличить значение индукции внешнего магнитного поля в области 18, силовые линии которого ориентированы близко к нормали к поверхности образца, помещаемого в область 18.The fact that the first magnetic core 4 and the second magnetic core 5 have different dimensions A1 and A2 towards the first permanent magnet 1 and the second permanent magnet 2, respectively, makes it possible to increase the value of the induction of the external magnetic field in region 18, the lines of force of which are oriented close to the normal to the surface of the sample placed in region 18.

Claims (8)

1. Источник внешнего магнитного поля для магнитно-силовой микроскопии, состоящий из первого постоянного магнита и второго постоянного магнита, замыкателя магнитного поля, соединенного с первой поверхностью первого постоянного магнита и первой поверхностью второго постоянного магнита, и состоящий также из первого магнитопровода, соединенного со второй поверхностью первого постоянного магнита, и второго магнитопровода, соединенного со второй поверхностью второго постоянного магнита, отличающийся тем, что в первом магнитопроводе выполнена первая выборка, а во втором магнитопроводе выполнена вторая выборка, при этом первая выборка и вторая выборка расположены напротив друг друга.1. A source of an external magnetic field for magnetic force microscopy, consisting of a first permanent magnet and a second permanent magnet, a magnetic field closeer connected to the first surface of the first permanent magnet and the first surface of the second permanent magnet, and also consisting of a first magnetic circuit connected to the second surface of the first permanent magnet, and a second magnetic circuit connected to the second surface of the second permanent magnet, characterized in that a first sample is made in the first magnetic circuit, and a second sample is made in the second magnetic circuit, wherein the first sample and the second sample are located opposite each other. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая выборка выполнена в виде фрагмента первой окружности и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второй окружности.2. The device according to item 1, characterized in that the first sample is made in the form of a fragment of the first circle and the second sample is made in the form of a fragment of the second circle. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая выборка выполнена в виде фрагмента первого овала и вторая выборка выполнена в виде фрагмента второго овала.3. The device according to item 1, characterized in that the first sample is made in the form of a fragment of the first oval and the second sample is made in the form of a fragment of the second oval. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая выборка выполнена в виде первого треугольного элемента и вторая выборка выполнена в виде второго треугольного элемента.4. The device according to item 1, characterized in that the first sample is made in the form of a first triangular element and the second sample is made in the form of a second triangular element. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента.5. The device according to item 1, characterized in that the first sample is made in the form of a first rectangular element and the second sample is made in the form of a second rectangular element. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первая выборка выполнена в виде первого прямоугольного элемента со скругленными краями и вторая выборка выполнена в виде второго прямоугольного элемента со скругленными краями.6. The device according to item 1, characterized in that the first sample is made in the form of a first rectangular element with rounded edges and the second sample is made in the form of a second rectangular element with rounded edges. 7. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют одинаковые размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.7. The device according to paragraphs 1-6, characterized in that the first magnetic core and the second magnetic core have the same dimensions A1 and A2 in the direction from the first permanent magnet and the second permanent magnet, respectively. 8. Устройство по пп. 1-6, отличающееся тем, что первый магнитопровод и второй магнитопровод имеют различные размеры А1 и А2 в сторону соответственно от первого постоянного магнита и второго постоянного магнита.8. The device according to paragraphs 1-6, characterized in that the first magnetic circuit and the second magnetic circuit have different dimensions A1 and A2 in the direction, respectively, from the first permanent magnet and the second permanent magnet.
RU2024111385A 2024-04-25 External magnetic field source for magnetic force microscopy RU2833421C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2833421C1 true RU2833421C1 (en) 2025-01-21

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU555507A1 (en) * 1971-11-09 1977-04-25 Magnetic electric machine
US20090128129A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-21 Denso Corporation Current sensor having magnetic gap

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU555507A1 (en) * 1971-11-09 1977-04-25 Magnetic electric machine
US20090128129A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-21 Denso Corporation Current sensor having magnetic gap

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Proksch R., Runge E., Hansma P.K. High field magnetic force microscopy. Journal of Applied Physics. Vol. 78, No. 5, 1 September 1995, p. 3303-3307. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6236125B1 (en) Linear actuator
US9291599B2 (en) Magnetic testing method and apparatus
JPH06102252A (en) Testing device for magnetized object under test
US20080061782A1 (en) Apparatus for Electron Spin Resonance CT
JP4003975B2 (en) Metal inspection method and metal inspection apparatus
EP0526514A1 (en) Magnetic field generating assembly.
WO2007004058A1 (en) Local magnetic susceptometer unit
JPH1057347A (en) Device for forming magnetic gradient
RU2833421C1 (en) External magnetic field source for magnetic force microscopy
JP7618048B2 (en) Magnetic particle imaging device
NL7906646A (en) APPARATUS FOR MAGNETIC TESTING OF FERRO-MAGNETIC MATERIAL.
EP0764853B1 (en) Magnet assembly in MRI instrument
Nencib et al. 2D analysis of rotational loss tester
WO1991017455A1 (en) Magnetic field generating assembly
EP4019995B1 (en) Epr spectrometer with at least one pole piece made at least partially of a function material
Enokizono et al. Non-destructive testing with magnetic sensor using rotational magnetic flux
EP1598848A2 (en) Electron microscope
Takahashi et al. Development of the 2-D single-sheet tester using diagonal exciting coil and the measurement of magnetic properties of grain-oriented electrical steel sheet
JP4627499B2 (en) Eddy current flaw detection sensor
Steierl et al. Surface domain imaging in external magnetic fields
İzgi et al. Crack detection using fluxgate magnetic field sensor
JPH1026608A (en) Nondestructive inspecting method
US20240142404A1 (en) Detection device
JP3030201U (en) Magnetosensitive element magnetic sensitivity measurement system
EP4333079A1 (en) Magnetic sensor and method for detecting magnetism