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磁性石榴石薄膜的磁力显微镜研究

发布日期:2021年06月29日    浏览次数:55    关键字: 资讯 新闻

在原子力显微镜([**]FM)基础上发展起来的磁力显微镜,因具有高分辨率,样品无需特殊制备等特点,已广泛应用到各种磁性材料的磁结构研究[1]中,例如磁记录介质体系[2—4]、磁性薄膜[5—6]以及有机铁磁体[7]的研究。硬磁材料上不管是写入的磁结构还是自然存在的结构,利用MFM都可观察到;相反,软磁材料的矫顽力较低,磁针尖本身又具有一定的发散场,因此,利用MFM观察软磁材料就有可能改变样品的磁结构或是使畴壁发生移动[8]。

  无论如何,利用MFM对矫顽力很小的磁性石榴石畴结构的观察研究已有报道[9—10]。鉴于针尖和样品间的磁性相互作用对分析MFM方法获得的微磁结构有重要意义,本文采用MFM深入细致地考察了使用不同磁特性(包括磁化方向和磁化强度)的针尖,得到的软磁性石榴石薄膜(YGdBi)3(GaFe)5O12的MFM磁力图像,以及针尖与样品间距对MFM图像的影响。

  实验部分

  实验材料为在Gd3Ga5O12基底上液相处延生长的石榴石薄膜(YGdBi)3(GaFe)5O12。薄膜厚度为5μm,条纹宽度是5.5μm,饱和磁化强度4πMs=185Gs,磁泡缩灭场是87 Oe。

  MFM实验采用的是NanoscopeⅢa DimensionTM3000扫描探针显微镜。所使用软、硬磁针尖为225μm的商品磁性薄膜针尖。微悬臂的共振频率约为70kHz。MFM的工作模式为非接触模式;而采集[**]FM图像则采用轻敲的模式。同一扫描区的[**]FM和MFM图像是同时获得的。

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