2020-01-15
203
Магнитно-силовой микроскоп (МСМ) [11,12] был изобретен И.Мартином и К.Викрамасингхом в 1987 г. для исследования локальных магнитных свойств образцов. Данный прибор представляет собой атомно-силовой микроскоп, у которого зонд покрыт слоем ферромагнитного материала с удельной намагниченностью 
Рисунок 38. Зонд МСМ в магнитном поле образца
В общем случае описание взаимодействия зонда МСМ с полем образца 
представляет собой достаточно сложную задачу. В качестве простейшей модели рассмотрим МСМ зонд в виде одиночного магнитного диполя, характеризующегося магнитным моментом 
[13]. Потенциальная энергия такой системы равна
.
В поле 
на магнитный диполь действует сила 
и момент сил, равный 
.
В однородном магнитном поле сила 
, так что на диполь действует лишь момент сил, который разворачивает магнитный момент 
вдоль поля. В неоднородном поле диполь втягивается в область с большей напряженностью .
В общем случае магнитный момент зонда МСМ можно представить как суперпозицию диполей вида 
, где 
- удельная намагниченность магнитного покрытия, dV - элементарный объем.
|
|
|
Рисунок 39. Взаимодействие МСМ зонда с магнитным полем образца [3]
Тогда полная энергия магнитного взаимодействия зонда и образца может быть представлена (см. рисунок 39) в следующем виде:
(интегрирование проводится по магнитному слою зонда). Отсюда сила взаимодействия зонда с полем образца равна
Соответственно Z-компонента силы:
Для получения МСМ изображений образцов применяются квазистатические и колебательные методики.
