Tiểu luận Vật lý: Kính hiển vi lực từ (magnetic force microscopy - MFM)

Tiểu luận Vật lý: Kính hiển vi lực từ (magnetic force microscopy - MFM) sau đây bao gồm những nội dung về tổng quan từ và vật liệu từ, kính hiển vi MFM và ứng dụng của nó trong phân tích vật liệu từ (lịch sử, cấu tạo, nguyên lý hoạt động,...).

Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG  Tiểu luận : Kính hiển vi lực từ (magnetic force microscopy - MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch HVTH: Phan Thị Kiều Loan HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Mục lục Mục lục Mở đầu Chương I Tổng quan từ vật liệu từ Nguồn gốc từ trường [5] I II Một số đại lượng từ học (magnetic field strength) (magnetic induction) (magnetic moment) (magnetization) III Vật liệu từ Chất thuận từ ,t 11 IV Đômen từ 13 Chương II Kính hiển vi MFM ứng dụng phân tích vật liệu từ 16 Lịch sử đời: [2] 16 I II Cấu tạo 19 Bộ chuyển đổi gốm sứ áp điện: (PZT) [6] 20 Tip: [6] 21 Cần quét: 22 HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Nguồn laser 22 Photodetector 22 III Nguyên lý hoạt động 23 IV Các chế độ hoạt động: [1] 26 1.Chế độ tĩnh (static mode) 26 Chế độ động (Dynamic mode) 26 V Ưu điểm nhược điểm 29 VI Ứng dụng 30 Trong y sinh: 30 a Phát vi khuẩn magnetotaktic: [1] 30 b Sự phụ thuộc hạt nano từ vào cấu trúc [1] 30 c Phân biệt hạt nano từ hạt nano phi từ tính: [3] 31 Trong kỹ thuật [6] 37 VII Kết luận 38 Tài liệu tham khảo 38 HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Mở đầu Gần hai thập kỉ trôi qua kể từ phát minh thực nghiệm nguyên lý hoạt động kính hiển vi quét đầu dò (SPM) đời Trong khoảng thời gian dài, ý tưởng kính hiển vi dựa đầu dò phát triển sang nhiều kỹ thuật đặc biệt, chẳng hạn kính hiển vi quét đường hầm (STM), kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), kính hiển vi lực từ (MFM)… đơn giản chứng minh tính chúng việc đạt độ phân giải cấp độ micromet Trong đó, kính hiển vi lực từ (MFM) đại diện cho phương pháp tinh tế để nghiên cứu tính chất từ bề mặt, với độ phân giải cao, việc chuẩn bị mẫu dễ dàng [1] MFM tính mở rộng chế độ tapping mode AFM, phương pháp để tìm cấu trúc bề mặt vật liệu cấp độ nanomet MFM quan tâm tiềm độc đáo nó, giải vấn đề khảo sát ứng dụng, chẳng hạn phát triển công nghệ nano đại Trong hóa học, MFM khơng thể thiếu để nghiên cứu hình thái học, cấu trúc tính chất hợp chất nano với thể vùi từ tính MFM có ý nghĩa đặc biệt nghiên cứu tính chất từ cấu trúc nano, đặc biệt việc nghiên cứu kích thước hiệu ứng lượng tử [2] Hiện nay, y sinh, hạt nano từ tính nhiều quan tâm tiềm ứng dụng nó, chẳng hạn chúng phân loại chia tách tế bào phân tử sinh học, phân phối thuốc, ghi nhãn điều trị việc tăng thân nhiệt từ Điều quan trọng cho phát triển ứng dụng hạt nano từ tính vị trí hạt xác định với độ xác cao Để phát triển ứng dụng này, lý tưởng kỹ thuật cung cấp hình ảnh thơng tin ba chiều, có độ phân giải nanomet, phân biệt hạt nano từ tính cụ thể từ hạt khác vật liệu sinh học MFM phù hợp với chi tiết kỹ thuật này, kết hợp với AFM cho tính chất ba chiều thông tin tiếp cận độ phân giải AFM cho phép dò mẫu từ hóa, cho phép phân biệt hạt nano từ tính từ tính [3] Ngồi ra, MFM ứng dụng để theo dõi chuyển động hạt nano từ tính phát thơng tin động lực học phân tử mà gắn theo [4] Trong viết HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch này, nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động khả MFM việc phân tích hạt nano từ để ứng dụng thực tế Chương I Tổng quan từ vật liệu từ I Nguồn gốc từ trường [5] - N ) Trong hầu hết vật liệu có mơmen từ tổng cộng, nhờ electron tạo thành nhóm cặp, gây mơmen từ bị triệt tiêu lân cận Trong vật liệu từ đó, mơmen từ với tỷ lệ lớn electron xếp, tạo từ trường đồng Trường tạo vật liệu ( nam chân điện) có hướng chảy nam châm thể lực để cố gắng xếp theo từ trường ngồi, giống kim la bàn Các lực sử HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch dụng để điều khiển môtơ điện, tạo âm hệ loa, kiểm sóat cuộn tiếng CD player, v.v Các tương tác từ điện, khía cạnh thiết yếu nhiều thiết bị mà sử dụng hàng ngày Hình Quỹ đạo electron quay xung quanh nguyên tử II Một số đại lượng từ học (magnetic field strength) (Oer 1Oe =80 A/m (magnetic induction) ) Trong chân không: B  0 H v 0  4. 107 N A 1T=10000G (magnetic moment) m2 HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch :   I S  ev evr  r  2 r : L  p.r  mvr : v.r  Suy ra:   : B  n m e.v.r en e  n 2m 4 m e  9, 27.1024 A.m2 4. m B (magnetization)  H N , H, M sau: B  0 ( M  H ) M  H  (magnetic susceptibility) Ta có: B  0 (M  H )  0 (1   ) H  0 (1  1/  ).M   1  HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch III Vật liệu từ 106 H 0, Si, Bi, Pb, Cu, Au Hình Mơ hình chất nghịch từ Chất thuận từ HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch đ :  C T Muối hydrad kim loại chuyển tiếp, CuSO4.5H2 Hình Mơ hình chất thuận từ xếp song song với Hiệu ứng giải thích theo lý thuyết cổ điển có mặt trường phân tử bên vật liệu sắt từ, lần đưa Weiss vào năm 1907 Trường đủ để từ hóa vật liệu đến trạng thái bão hòa Trong học lượng tử, model Heisenberg sắt từ mô tả định hướng song song mômen từ theo tương tác trao đổi mômen lân cận HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Weiss đưa có mặt đơmen từ bên vật liệu, vùng mà mơmen từ ngun tử định hướng Sự dịch chuyển đômen xác định vật liệu hưởng ứng với từ trường v : - - :   C ) HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 25 Tip quét bề mặt mẫu khảo sát Hình 26 (United Kingdom) Hình 27 Nguyên lý MFM HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Trong MFM, cantilever mẫu khảo sát Lực từ F hoạt động tip làm cho cantilever bị bẽ cong dẫn đến dịch chuyển thẳng đứng tip (hình 4b) Theo định luật Hooke, dịch chuyển xác định độ bền học cantilever (hằng số đàn hồi) cụ thể nằm dãy từ 0.1-10N.m Sự cong cantilever phát chuyển đổi thay nhỏ Trong chuyển đổi khác (điện dung, cảm điện, chui ngầm,…), cảm biến quang sử dụng rộng rãi Chúng phát góc lệch chùm laser phản xạ từ bề mặt cantilever Một chùm laser hội tụ bề mặt phản xạ đầu tự cantilever thay đổi vị trí chùm nhiễu xạ, độ cong cantilever xác định khe diot quang Hình 28 Hình 28 Sơ đồ quang học để phát độ cong cantilever IV.Các chế độ hoạt động: [1] 1.Chế độ tĩnh (static mode) Ở chế độ người ta đo độ lệch cần quét để vẽ ảnh bể mặt mẫu Lực từ tip bề mặt mẫu dựa vào định luật Hooke: F= -k∆z (6) Trong đó: k độ cứng catilever ∆z độ lệch catilver Chế độ động (Dynamic mode) HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Chế độ giữ cho cần quét dao động gần với tần số cộng hưởng nó.Trong q trình hoạt động, biên độ dao động cantilever giữ không đổi nhờ hệ hồi tiếp Việc lực chọn tần số dao động tối ưu trợ giúp phần mềm lực tác dụng lên mẫu tự động thiết lập giữ mức thấp Khi tip qt qua vị trí lồi bề mặt, cantilever có vùng dao động tự nhỏ biên độ dao động giảm Ngược lại, tip quét qua chỗ lõm xuống cantilever có vùng dao động tự lớn biên độ tăng lên (đạt giá trị lớn nhấtbiên độ dao động tự khơng khí) Biên độ dao động tip đo detector sử dụng làm tín hiệu phản hổi để điều chỉnh khoảng cách tip-mẫu cho biên độ (hay lực tác dụng) trì khơng đổi, đồng thời dùng để tạo ảnh địa hình Khi độ lệch nhỏ, cantilever xem dao động điều hòa với phương trình: F=F0cosωt (7) Trong :  k m Vì lực thay đổi theo khoảng cách tip mẫu nên ta có: )Δz=kΔz )Δz => (8) (9) Với F0 lực ban đầu ): số đàn hồi hiệu dụng : (10) HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Trong đó, k độ cứng tự nhiên cantilver Phụ thuộc vào khoảng cách tip mẫu xem số đàn hồi, ln giữ ngun suốt q trình dao động (hình 29) Hình 29 Sơ đồ mơ tả chế độ MFM Có hai cách để đo tần số cộng hưởng: phát biên độ dựa dao động cantilever tần số cho trước (giá trị lớn tần số cộng hưởng) Nghĩa thay đổi tần số cộng hưởng gây độ lệch cần quét Thứ hai phát tần số: cần quét dao động xác tần số cộng hưởng, biên độ điều chỉnh hồi tiếp MFM hoạt động chế độ tần số khơng đổi, chế độ quét hai lần (tapping-lift) chế độ giữ cho độ cao không đổi Vấn đề chủ yếu phải tối thiểu hóa đặc tính hình thái bề mặt ảnh phân bố lực từ Để giải vấn đề phép đo MFM thực theo chế độ quét hai lần Trong chế độ này, lần quét thứ xác định qua chế độ hoạt động bán tiếp xúc (tapping), cấu trúc bề mặt thu cần quét theo hướng đường quét hình 31 sau lần quét đầu tiên, cần quét nâng lên bề mặt độ cao dZ cần thiết cho phép thu nhận ảnh địa hình tương tự cách xác Do độ cao dZ, cần quét bị ảnh hưởng lực tác dụng khoảng dài (hình 30) HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 30 Mơ tả chế độ tapping lift mode Hình 31 Chế độ quét hai lần lift mode Bên trái: ảnh địa hình bề mặt- chế độ bán tiếp xúc tapping mode lần quét đầu tiên, bên phải: lần quét thứ hai, quét nâng theo dõi ảnh địa hình để thu ảnh tương phản từ (môi trường ghi từ) V Ưu điểm nhược điểm  Ưu điểm: o Có khả phân tích cấu trúc từ mà khơng đòi hỏi phá hủy hay xử lý mẫu kính hiển vi Lorentz o Độ phân giải không bị giới hạn tượng nhiễu xạ, mà phụ thuộc vào kích thước bước quét mũi dò bề mặt mẫu vật  Nhược điểm: HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch o MFM ghi ảnh dựa vào tượng quét nên độ phân giải thời gian thấp, khả ghi ảnh chậm Đồng thời, việc ghi ảnh tức thời q trình từ hóa MFM nhiều so với kính hiển vi Lorentz o Việc ghi lại cấu trúc từ vật liệu từ mềm khó trường phân tán mũi ảnh hưởng đến đômen từ mẫu vật VI Ứng dụng Trong y sinh: a Phát vi khuẩn magnetotaktic: [1] Nghiên cứu vi khuẩn “magnetotaktic” ứng dụng hứa hẹn Trong tế bào nó, có mảnh khống chất có kích thước nano, “magnetosome”, Fe304, Fe3S4 bao bọc màng lipid, protein Chuỗi “magnetosome” hướng dọc theo trục đối xứng tế bào lưỡng cực từ cố định Hình 32 Ảnh chụp AFM (trái) MFM (phải) “magnetosome b Sự phụ thuộc hạt nano từ vào cấu trúc [1] Mơ tả hạt nano cách có hiệu hệ thống phát nhạy yếu tố sinh học chẳng hạn streptavidin Sự kết hợp kỹ tuật ảnh MFM đánh dấu từ tính thích hợp tạo hứa hẹn tạo nên thiết bị phát sinh học MFM kiểm chứng nghiên cứu nano từ để làm rõ phụ thuộc tính chất từ vào cấu trúc HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 33 Bên trái ảnh địa hình chế độ bán tiếp xúc AFM bên phải ảnh pha chế độ quét thứ hai MFM (hỗn hợp hạt nano maghemite -hematite) c Phân biệt hạt nano từ hạt nano phi từ tính: [3] Các hạt nano từ có nhiều tiềm ứng dụng rộng y sinh, ví dụ ứng dụng phân loại chia tách tế bào phân tử sinh học, phân phối thuốc, ghi nhãn điều trị tăng thân nhiệt từ Đối với hầu hết ứng dụng này, điều cần thiết hạt nano từ tương tác với tế bào, đặc biệt với loại cụ thể tế bào nằm thể ống nghiệm Đối với việc phân phối thuốc phải tạo thuận lợi cho hạt vào tế bào phân loại tế bào hoặc trị liệu nhiệt, tương tác bên với màng tế bào tương ứng Đối với hạt ứng dụng điều trị có khả nhắm vào tế bào cụ thể, hoạt động hạt phân phối nơi yêu cầu Vì vậy, phát triển ứng dụng hạt nano từ vị trí hạt đòi hỏi độ xác cao, kĩ thuật phù hợp cho ứng dụng cho thông tin 3D, độ phân giải nanomet, đặc biệt có khả phân biệt hạt nano từ từ hạt khác vật liệu phân tử sinh học Kính hiển vi lực từ (MFM) với thuận lợi nó, đáp ứng cho nghiên cứu này, nhiên MFM cho phản ứng mạnh mẽ hạt nano phi từ tính trường hợp khơng có tương tác từ tính mong đợi, đưa đến kết sai lệch HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Một nghiên cứu gần thảo luận ứng dụng MFM để phát cục hoá hạt nano siêu thuận từ ( SP- MNPs ) Trong nghiên cứu đó, thành cơng việc ghi ảnh MFM cluster nhỏ SP- MNPs (< 10 nm ) chứng minh lần SP- MNPs phần quan trọng hạt từ tính vắng mặt hạt từ hóa sót lại, chúng từ hóa từ trường bên ngồi áp dụng, hữu ích cho việc chia tách ứng dụng điều trị Hình 34, mục đích hình ảnh MFM, khả để bật tắt từ hóa SP - MNPs cách áp trường bên ngồi vào, hữu ích để giúp hiểu phản ứng đầu dò MFM Tuy nhiên, có khả trường từ đầu dò từ hố MFM từ hóa mẫu nó, làm hạn chế khả để phân biệt chất hạt trường Đặc biệt SP- MNPs Hơn , có số kết khó hiểu cơng bố, chẳng hạn hình ảnh chế độ lift mode hạt nano từ cho thấy tương phản không tương quan với đặc tính từ tính mẫu, mơ tả đơn giản hình ảnh MFM giả, tương phản hình ảnh chưa giải thích cách Cho đến nay, khơng có nghiên cứu mô tả trực tiếp cho thấy khác biệt hạt từ tính khơng từ tính điều kiện, có nghĩa giải thích hình ảnh MFM xuất hạt từ tính khó khăn Mặc dù vấn đề tồn số kỹ thuật tinh vi cho đặc tính từ tính cách sử dụng AFM, chế độ lift mode kỹ thuật phổ biến sử dụng cho MFM thường cho độ tương phản cao điều kiện mơi trường xung quanh, tương đối đơn giản để thực Trong chế độ lift mode, thay đổi pha, biên độ tần số cộng hưởng trực tiếp liên quan đến đạo hàm lực cục Trong nghiên cứu này, lực phát sinh đánh giá thông qua thay đổi pha khác độ nhạy cao tín hiệu Thật không may, chuyển pha xuất phát từ chế độ ghi ảnh chế độ lift mode, thường sử dụng để mô tả cấu trúc nano từ tính, chưa có nghiên cứu HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch hệ thống phản ứng kỹ thuật để từ hóa mẫu so sánh phản ứng thu với mẫu phi từ tính Vì lý này, việc giải thích hình ảnh giả nói khó khăn Hơn , phủ hạt từ tính tạo ảnh MFM, khơng có so sánh trực tiếp phản ứng phụ thuộc vào khoảng cách hạt phủ khơng phủ có sẵn Chính mà có nghiên cứu để phân biệt hạt nano từ tính phi từ tính Để xác định xem kết cho hạt nano phi từ tính hiệu ứng tĩnh điện, thí nghiệm tương tự thực chất dẫn điện, cứ, đầu dò dẫn điện AFM hình 35(A) Điều khơng có tác dụng rõ rệt, tức tỷ lệ dịch chuyển pha quặng sắt từ so với dịch chuyển pha vàng xấp xỉ Tuy nhiên, áp vào DC không cân xứng mũi nhọn mẫu, khác biệt đáng kể quan sát Như thấy hình 35(B), áp vào DC khơng cân xứng 2.500 mV Hiệu suất đầu dò giấu hạt nano vàng từ hình ảnh, cường độ hạt từ tính Vẽ không cân xứng so với dịch chuyển pha ( hình 35( C ) ) xác nhận xu hướng tăng giảm độ tương phản Au NPs ( thấp 33 % giá trị không bị lệch chúng ), thay đổi tương phản MNPs ( 97% giá trị khơng bị lệch) Nhìn chung, kết cho thấy lực tĩnh điện có nhiệm vụ cho tương phản nhìn thấy hạt nano vàng đề nghị cách để giảm bớt đóng góp từ hình ảnh MFM Kỹ thuật cho phép hủy bỏ đóng góp tĩnh điện từ thành phần phi từ tính, có nghĩa có hạt từ tính hiển thị tương phản đáng kể hình ảnh MFM (so sánh với hình 35(A) 35(B)) Dựa kết nhìn thấy đây, cho thấy dịch chuyển pha dương nhìn thấy hạt nano phi từ tính, tương tác đẩy tĩnh điện đầu dò cân điện tích bề mặt Mặt khác, kể từ đầu dò từ hóa mẫu, hạt nano từ tính thể HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch tương tác chủ yếu hấp dẫn với đầu dò, thể dịch chuyển pha âm trung tâm hạt Hình 34 Sự diện vùng lớn pha tương phản vùng phẳng mẫu, phụ thuộc vào phần nhỏ hạt với định hướng độ từ hóa (hình elip màu vàng), giả sử xác định hạt gần có cluster hạt ghi lại Những ảnh thực với tip từ tính LSH 10 nm Từ bên trái qua: độ cao, sai số biên độ hình ảnh pha Vùng phẳng mẫu (một vùng khoanh vùng elip) mô tả khu vực tương phản tương tự – cluster hạt nano từ tính HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 35 bên trái: ảnh MFM dịch chuyển pha độ cao nâng 15 nm (A) 100 nm (B)của cluster hạt nano Fe3O4 (mũi tên màu đen) tán xạ hạt nano Au (một vài ví dụ với mũi tên màu trắng) (C) phản ứng dịch pha hạt nano sắt từ hạt nano vàng có trường ngồi khơng có trường ngồi Sai số trục cho thấy kết lệch với đầu dò khác Ghi số trường hợp, sai số trục giấu đằng sau kí tự (D) Biên dạng dòng xuyên suốt hình ảnh pha độ cao cluster sắt từ nhỏ hạt nano Au riêng biệt (trái phải) Các biên dạng từ hình ảnh thu nhận độ cao nâng 10 nm 30 nm đỉnh đáy HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 36 Ảnh MFM chế độ lift mode áp vào mẫu ((A) 0V; (B) -2500 mV) Mũi tên màu trắng cho thấy hạt nano Au mũi tên màu đen cluster hạt nano từ (C) hình vẽ dịch chuyển pha tương tứng với áp vào Các đường chấm chấm cho thấy khớp tuyến tính liệu Hình 37 Dữ liệu MFM từ hệ thống Si/sắt từ (A) hình ảnh dịch pha MFM hỗn hợp sắt từ hạt Si (B) hình vẽ dịch chuyển pha tương ứng với độ cao nâng cho hệ thống hỗn hợp này, cho thấy liệu chọn từ hạt Si HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch hạt sắt từ (C) ảnh MFM dịch chuyển pha cho thấy phản ứng từ hạt lõi – vỏ sắt từ/ Si (D) hình vẽ liệu dịch chuyển pha độ cao nâng từ hạt Si phủ Trong kỹ thuật [6] Việc lưu trữ số liệu từ hướng tới mật độ cao thời gian đọc ghi nhanh Vì lý đầu đọc, ghi phải chuyển động với tốc độ rât cao khoảng vài ngàn angsstrom bề mặt Điều đòi hỏi điều kiện nghiêm ngặt màng mỏng từ đế dùng cho sản xuất thiết bị từ MFM dùng để kiểm tra hồn thiện bề mặt q trình với độ phân giải cao Ví dụ, MFM dùng để nghiên cứu độ mấp mô đĩa từ cứng chuẩn bị cách khác Kết cho thấy tính thống kê địa hình bề mặt nhận từ số liệu MFM thể rõ rệt so với số liệu máy profile quang học không tiếp xúc MFM dùng để đo phân bố màng chất lỏng bề mặt Màng mỏng bôi trơn sử dụng đĩa từ cứng để nâng cao chất lượng mài mòn Sự nhận biết phân bố lớp màng tới hiểu biết rõ ràng tính chất mài mòn chúng Chiều dày lớp màng chất lỏng bề mặt đo đường cong lực phụ thuộc khoảng cách tip-mẫu MFM Hình 38 Ảnh địa hình (a) ảnh gradient lực từ (tín hiệu pha) (b) dãy bốc bay kim loại; thang liệu 100 nm 100, độ cao nâng nm HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 39 Hình ảnh chụp MFM (phải) màng mỏng garnet VII Kết luận Qua hai thập kỉ, kính hiển vi lực từ (MFM) phát triển từ công cụ khoa học túy đến kỹ thuật ghi ảnh vi từ sử dụng rộng rãi Không cần chuẩn bị tốn thời gian, kỹ thuật tự thích nghi dẫn đến hiển thị ảnh tồn diện mẫu từ tính khác MFM có khả ứng dụng rộng rãi phân tích vật liệu từ, đặc biệt có khả ứng dụng mạnh mẽ y sinh, MFM phát vi khuẩn magnetotaktic, nghiên cứu phụ thuộc tính chất từ vào cấu trúc để ghi nhãn sinh học, phân phối thuốc, khả phản ứng hạt từ tính phi từ tính phát MFM Trong tương lai, MFM nghiên cứu mạnh mẽ khả ứng dụng tuyệt vời y sinh Tài liệu tham khảo [1] Hendrych, R Kubínek and A V Zhukov, The magnetic force microscopy and its capability for nanomagnetic studies - The short compendium [2] I V Yaminsky, AMTishin, Magnetic force microscopy [3] Cristina S Neves, Pedro Quaresma, Pedro V Baptist, Patri´cia A Carvalho, Jo˜ao Pedro Ara´ujo, Eul´alia Pereira1 and Peter Eaton, New insights into the use of magnetic force microscopy to discriminate between magnetic and phi từ tính nanoparticles HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch [4] Dimitar Baronov, Student Member, IEEE, and Sean B Andersson, Member, IEEE, Controlling a Magnetic Force Microscope to track a Magnetized Nanosize Particle [5] William F Smith, ebook, Principle of materials science and engineering HVTH: Phan Thị Kiều Loan Trang ... Trang Kính hiển vi lực từ (MFM) GVHD: TS Đinh Sơn Thạch Hình 11 Các đơmen từ Chương II Kính hiển vi lực từ magnetic force microscopy (MFM) ứng dụng nghiên cứu vật liệu từ I Lịch sử đời: [2] Kính hiển. .. kính hiển vi quét đường hầm (STM), kính hiển vi lực nguyên tử (AFM), kính hiển vi lực từ (MFM) đơn giản chứng minh tính chúng vi c đạt độ phân giải cấp độ micromet Trong đó, kính hiển vi lực từ. .. từ I Lịch sử đời: [2] Kính hiển vi lực từ (MFM) kết hợp kỹ thuật đại phép đo từ trường với tiềm độc đáo kính hiển vi đầu dò Các kính hiển vi đầu dò kính hiển vi quét đường hầm (STM), khảo sát