Nguyên lý hoạt động của phép đo là: chùn hạt electron phát ra từ súng (1)với đường kính 0
100A , được hội tụ nhờ thấu kính (2) và đi thẳng tới mặt mẫu (3). Bộ phát quét (4) điều khiển tia electron lần lượt quét lên bề mặt mẫu, hết hàng nọ đến hàng kia, giả sử diện tích qt là hình vng cạnh d. Đồng thời bộ phát quét (4) điều khiển tia electron trong đèn hình (7) diện tích màn hình có cạnh là D. Khi chùm electron đến đập vào mặt mẫu, chúng phát ra các electron thứ cấp, các electron tán xạ ngược, các bức xạ như tia X v v…Dùng đầu thu (5) thu một loại tín hiệu nào đó, thí dụ electron thứ cấp, sau khi qua bộ khuếch đại (6) dòng điện này được dùng để điều khiển chùm tia electron qt trên màn hình, do đó đều khiển được độ sáng của màn hình. Số electron thứ cấp phát ra từ chỗ lồi trên mặt mẫu nhiều hơn các chỗ lân cận, tương ứng với chỗ sáng hơn trên màn hình. Như vậy chỗ sáng, chỗ tối trên màn hình tương ứng với chỗ lồi chỗ lõm trên mặt mẫu. Độ phóng đại của ảnh lúc này là M=D/d.
Ưu điểm của kính hiển vi điện tử quét là: làm mẫu dễ dàng, không phải cắt thành lát mỏng và phẳng.
Bằng cách sử dụng từ kế mẫu rung (VSM), ta có thể xác định được các đường cong từ độ phụ thuộc vào nhiệt độ M(T) theo hai chế độ: khơng có từ trường (ZFC) và có từ trường (FC). Phép đo ZFC là phép đo từ độ mà mẫu được làm lạnh cho tới một nhiệt độ thấp nào đó khi khơng có từ trường (H=0), sau đó đặt một từ trường ngoài ổn định vào cho mẫu tăng nhiệt độ lên rồi ghi lại các giá trị từ độ. Phép đo FC là phép đo mà mẫu được làm lạnh ở từ trường khơng đổi từ nhiệt độ phịng xuống đến nhiệt độ thích hợp, sau đó ghi lại giá trị từ độ của mẫu khi tăng nhiệt độ. Phương pháp này có thể ngoại suy được nhiệt độ chuyển pha Tc của mẫu.
Hệ đo từ kế mẫu rung hoạt động dựa trên nguyên tắc thu tín hiệu cảm ứng điện từ khi rung mẫu đo trong từ trường. Mẫu được gắn vào một thanh khơng có từ tính và đặt vào vùng từ trường đều của một nam châm điện. Vì mẫu là vật liệu từ nên nó được từ hóa và tạo ra từ trường. Khi rung mẫu với một tần số nhất định, từ thông do mẫu tạo ra xuyên qua cuộn dây thu tín hiệu sẽ biến thiên và sinh ra suất điện động cảm ứng V: V=- T ~4.N.S.M (2.6) Trong đó: M: là từ độ của mẫu S : là tiết diện vòng dây N: là số vịng dây thu tín hiệu
Nếu mẫu dao động điều hịa thì suất điện động cảm ứng cũng là một hàm điều hịa và có dạng như sau:
V=-N.S.h.A.. i t
e (2.7) Trong đó: h: là hệ số tỷ lệ.
A: là biên độ rung của mẫu.
Từ phương trình (2.6) và (2.7) có thể xác định được giá trị M(T) là hàm của nhiệt độ. Hình 2.3 mơ tả sơ đồ khối hệ đo từ kế mẫu rung để xác định mômen từ theo nhiệt độ.