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我首次實現奈米級單體磁化實驗測量

發佈時間:2019-05-29 14:05:55  |  來源:科技日報  |  作者:吳長鋒  |  責任編輯:甘佳旭

記者從中科院強磁場科學中心獲悉,該中心薛飛研究團隊在國際上首次實現非特定形狀奈米樣品單體磁化過程的實驗測量。研究團隊提出並實現一種新的奈米樣品轉移組裝方法,使用一台自主研製的動態懸臂梁測磁裝置,成功觀測到了奈米顆粒樣品中的單磁疇變化。研究成果日前線上發表于《物理應用評論》上。

動態懸臂梁測磁裝置利用靈敏懸臂梁,測量樣品磁性變化時伴隨的樣品角動量變化。由於其工作原理的特點,對待測樣品的形狀和導電性均沒有特殊要求,是一種非常有應用潛力的小樣品磁表徵技術。此前國際範圍該領域內,由於缺乏有效的奈米樣品轉移和組裝方法,動態懸臂梁測磁學實驗研究的對象局限于一維的奈米線和奈米管。

奈米磁性結構在很多研究和工業領域都具有重要應用,如拓撲磁性、低維磁性、高密度磁記錄,磁感測器和生物醫學應用。在這些研究和應用中,奈米磁性結構的磁各向異性、矯頑力、飽和磁化的定量分析是十分重要的。受限于磁探測靈敏度,商用振動磁強計無法分辨單個奈米樣品磁矩變化。要獲得足夠的信號強度,商用振動磁強計需要同時測量幾百萬個樣品,只能得到這些奈米樣品的平均性質和參數。因此,要深入研究奈米磁性,就需要對單個奈米樣品的磁性進行表徵。

薛飛研究團隊實現的奈米樣品轉移組裝方法,利用聚焦離子束(FIB)—掃描電子顯微鏡(SEM)雙束系統和奈米機械手,能夠可靠地將任意形狀奈米樣品有效轉移至用於超靈敏扭矩探測的微納懸臂樑上。使用該技術,研究團隊成功探測到了直徑小于100奈米的單個奈米樣品中的磁疇翻轉,實現的對磁矩探測靈敏度達到了1×10-15emu量級,比商業振動磁強計靈敏度好1000萬倍。(記者吳長鋒)

 
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