Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram 500-летие Реформации

Загрузка...

Применение сканирующего СКВИД-микроскопа

<== предыдущая статья |

 

ССМ-77 предназначен для визуализации и количественных измерений локальных магнитных полей рассеяния высокотемпературных сверхпроводниковых тонкопленочных структур, магнитных пленок и магнитных микроструктур при температуре кипения жидкого азота, Т=77 К. Результаты измерений позволяют определить распределение вектора намагниченности исследуемого объекта.

Таблица 6.1 Основные параметры ССМ-77.

температура образца

77 К,

рабочая температура датчика

77 К

чувствительность по магнитному полю

100 пТл/Гц,

пространственное разрешение

20 мкм

динамический диапазон

120 дБ

максимальное измеримое магнитное поле

10-4 Т

рабочая полоса частот

0 - 10 кГц

площадь сканирования

10 мм х 10 мм

минимальный шаг сканирования по Х,Y

2 мкм

 

В сравнении с миниатюрными датчиками Холла, магнитооптическими методами и магнитносиловой микроскопией СКВИД – микроскопия отличается уникальной чувствительностью и наименьшим обратным влиянием на исследуемый объект. СКВИД-микроскопы могут регистрировать магнитные поля величиной менее 100 пТ. Они могут быть использованы в материаловедении, нанотехнологии, микроэлектронике и криоэлектронике, а также для фундаментальных исследований в области физики конденсированных сред.

ССМ-77 был разработан и изготовлен на физическом факультете МГУ в 1994 г. и является единственным в России действующим макетом сканирующего СКВИД-микроскопа. Подобные микроскопы созданы в США, Японии, Швеции и Германии. ССМ-77 относится к классу устройств, позволяющих получать изображения распределения магнитного поля над поверхностью исследуемого объекта с пространственным разрешением от единиц микрометров до нескольких миллиметров и чувствительностью от десятков наноТесла до долей пикоТесла. В сканирующем СКВИД-микроскопе образец перемещается в плоскости X-Y относительно СКВИДа, при этом СКВИД измеряет нормальную к поверхности образца компоненту магнитного поля Вz. Во время сканирования выходной сигнал СКВИД регистрируется в зависимости от текущих координат и преобразуется с помощью компьютера в двумерное или трехмерное изображение распределения магнитного поля.

ССМ-77 позволяет получать изображения распределения магнитного поля с пространственным разрешением 50 – 20 мкм. Он использовался для исследования свойств высокотемпературных сверхпроводящих тонких пленок и тонкопленочных структур, ультратонких пленок Ni и пленок Ленгмюра-Блоджетт с встроенными атомами Gd. С его помощью были записаны изображения магнитной регистрирующей среды на фрагменте стандартной дискеты, визуализировано поведение ансамбля доменов в структурах с гигантским магнитным импедансом (ГМИ).

Рис. 6.10 Изображение распределения магнитного поля вблизи поверхности сверхпроводящей пленки

В качестве примера на рисунке 2 представлено изображение распределения магнитного поля вблизи поверхности сверхпроводящей YBa2Cu3O7-x пленки (на расстоянии 20 мкм) при температуре кипения жидкого азота 77К. Резкие магнитные особенности, видимые на изображении, соответствуют одиночным квантам магнитного потока, проникшим в пленку (1 квант потока Ф0 = 2·10-15 Вб). Изучение распределения магнитных вихрей в ВТСП пленках позволяет судить о качестве пленок и перспективах их использования в сверхпроводниковой электронике.

Рис. 6.11 Визуализация магнитной структуры пермаллоевого элемента с использованием ССМ-77

ССМ-77 использовался для визуализации магнитной структуры в ГМИ элементах. На рисунке 6.11представлено магнитное изображение пермаллоевого полоскового элемента толщиной 1 мкм и размерами 6 мм на 0,4 мм. Топография нормальной компоненты магнитного поля над центральной частью образца была визуализирована с пространственным разрешением порядка 30 мкм. Изображение, полученное в остаточном магнитном поле порядка 0,2 мкТ, хорошо соответствует доменной структуре с анизотропией перпендикулярной продольной оси образца. Контроль магнитной структуры реальных ГМИ-элементов важен для оптимизации технологических процессов.

Дальнейшее развитие сканирующих СКВИД-микроскопов связано с увеличением пространственного разрешения устройств до субмикронного масштаба, необходимого для изучения наноструктур. Перспективным направлением является создание СКВИД-микроскоп ов для измерения образцов при комнатной температуре (ССМ-300), что позволит значительно расширить область их применения.

<== предыдущая статья |





 

Читайте также:

Электромеханическая память.

Теоретические основы построения и функционирования искусственных нейроноподобных устройств

Эффект Зеемана

Принципы построения сенсорных самоорганизующихся систем

Использование хаоса для целей передачи информации по линиям связи

Просвечивающий электронный микроскоп

Основные закономерности самоорганизации сложных динамических систем

Методы измерения, использующие датчики на основе кантилеверов

Примеры практического использования ЯМР

Физические особенности перехода от микро- к наноустройствам

Эффекты резонансного взаимодействия электромагнитного поля с веществом

Понятия классических и квантовых систем

Понятия экситона, поляритона, плазмона

Растровый (сканирующий) электронный микроскоп

Вернуться в оглавление: Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении

Просмотров: 2120

 
 

54.198.35.26 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.