磁力显微术

　　磁力显微术(MFM)将我们熟知的磁性同扫描探针显微术具备的本领结合在一起.其工作原理是:铁磁探针在样品上方扫描，探测出样品的寄生磁场施加在探针上的极其微弱的作用力(约1。一9牛顿，或一只苍蝇重量的万分之一).令人惊奇的是，在空气环境中，对样品可稍许或无需预处理，快速非接触成像，成像分辨率可达10nm。后前，该仪器性能已达到商品化实用仪器水平.MFM这种创新的技术可随时发展成为一种应用普遍的分析工具。

　　几乎所有磁性样品都能产生寄生磁场，所以磁力显微术应用范围非常广，而磁性介质居应用首位。由于常规光学成像法无法对最大磁通密度(司GB/inZ)的磁介质所具有的磁性特征进行观察，所以磁力显微术的出现显得非常及时。提高磁介质密度的努力比过去变得更加强有力。

　　研制和生产需要显微镜技术，该技术能方便地将对象微观特征通过成像方式表现出来。MPM同操作不太方便的扫描电子成像方法相比，其分辨率高、操作简便，是一种理想的显微分析工具。在微磁学、实验性的磁性材料、地磁学甚至生物样品的基础物理研究方面，MPM也找到了用途。

　　MFM是扫描探针显微术(sPM)的延伸。sPM的一种基本形式为:接近样品表面的探针安装在一个力量微弱的悬臂弹簧上，探针有一尖末梢。末梢和样品面的相互作用使悬臂产生一定量的偏移。用阵列式光电二极管接收从悬臂背面反射的激光光强，就可测量悬臂偏转位移量。利用压电扫描器在样品上方进行光栅式扫描，则可对这种位移响应成图。

　　sPM最简单的一种形式为探针末梢直接同样品接触，用反馈信号去调节样品z轴(垂直方向)位移量，以保持悬臂偏移量为定值.通过计算机显示出垂直方向偏差值z(二，y)，方可绘出样品表面三维形态图。

　　至于MFM，其探针为批量微细加工的硅晶片制成，表面涂有铁磁材料。

触点末梢不与样品接触，而在其上方几十或儿百纳米处扫描，磁场梯度对触点末梢施加一磁力矩。

　　测量触点或悬臂响应变化量就可绘出磁场场图。为了提高灵敏度，大多数MPM用压电器件驱动悬臂产生接近于本征振荡频率的振荡(振荡频率范围10~100kHz).触点末梢上的磁性力(更准确地说，是垂直方向的磁场梯度)引起悬臂本征振荡频率漂移。通过监测这个漂移值或者监测振幅或相位的变化值就可以绘出磁力图。

　　不久以前，MFM磁测量数据的准确性仍受样品表面形状影响。将磁测量数据与样品表面形态数据的影响分开，可取得一个更为精确的样品磁场图，并能揭示出磁性特征和样品表面结构特征之间的相互关系。