一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法
2023-07-01 10:23:16
一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法
【專利摘要】本發明公開了一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，包括下列步驟：(1)將BOOP薄膜固定在強磁鐵的上面，並將磁鐵放於樣品臺上；(2)按照常規方法對固定在磁鐵上方的BOPP薄膜成像，選取一處較為平坦的區域作為目標區域；(3)在目標區域驅動探針使針尖壓入BOPP薄膜並停留；(4)驅動探針離開BOOP膜，重複壓入和退針動作。本發明操作簡單，耗時少，並能夠有效去除粘連在針尖上的磁性汙染物，重複使用汙染被清除後的探針。
【專利說明】一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種磁力顯微鏡針尖磁性汙染的清洗方法。
【背景技術】
[0002]磁力顯微鏡(Magnetic Force Microscope, MFM)是一種用來探測樣品表面磁疇強度及其分布的表面分析儀器。磁力顯微鏡是通過控制針尖與樣品之間的作用力來成像的，因此由磁力顯微鏡掃描得到的圖像是否準確反映樣品的磁疇結構，與針尖的表面結構密切相關，針尖決定著顯微鏡的解析度和掃描成像的質量。磁力顯微鏡探針通常鍍有Fe、Co、Ni等薄膜，易受到磁場的影響產生磁性，而磁力顯微鏡操作對象通常是具有磁性的樣品，因此針尖不可避免會被汙染，吸附有磁性汙染物，降低成像質量。目前，一根磁性鍍膜探針價格約為200元，被汙染的探針棄之不用會提高成本。所以，簡單有效去除針尖磁性汙染物是一項具有意義的研宄課題。
[0003]目前，清洗探針的方法有二種。第一種是使用超聲清洗機對探針進行清洗，將探針粘在小裝置上放入去離子水或洗滌劑中進行超聲清洗，這種方法在取放探針時對操作者要求比較高。此外，將探針貼在裝置上可能會對探針造成二次汙染。第二種是利用離子轟擊探針表面，可以將探針表面的汙染物用離子清除。這種方法清洗速度高，選擇性好，對清除有機物比較有效。缺點是表面易產生氧化物，對汙染嚴重的探針清洗效果不好。第三種是用汙染探針擠壓聚丙烯薄膜，利用有機膜的特性將汙物粘下來，這種方法可以在不取下探針的情況完成對探針的清洗，但是該方法對輕度汙染探針清洗效果較好，對嚴重的磁性汙染效果比較差。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於:克服現有技術的不足，提供一種新的磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，該方法操作簡單，耗時少，針對嚴重的磁性汙染有較好的清洗效果。
[0005]本發明清洗磁力顯微鏡針尖的方法，包含以下步驟:
[0006](I)將BOPP膜切片，放入去離子水中超聲清洗3遍，每次5-10min，清洗結束後將BOPP薄膜乾淨面朝上固定在強磁鐵上。
[0007](2)將製備好的樣品放置於樣品臺上，使用磁力顯微鏡對BOPP薄膜進行成像，選取一處較為平坦區域作為目標區域，並將探針移至目標區域。
[0008](3)驅動探針壓入BOPP薄膜中，壓入深度為50-100nm，停留時間為5s。
[0009](4)驅動探針抬起，向一方平移一段距離，重複壓入和抬起動作，重複5次。
[0010]在控制針尖壓入BOPP薄膜時，首先操縱磁力顯微鏡在輕敲模式下掃描圖像，然後選擇表面平坦的目標區域。將磁力顯微鏡操作模式換為接觸模式，修改磁力顯微鏡作業系統的Setpoint值，給針尖提供向下的壓力，控制針尖壓入BOPP薄膜50_100nm，使針尖在薄膜中停留4-6s穩定後，抬起探針。
[0011]在重複下針時控制針尖偏離第一次下針時的位置，重複下針和抬起動作4-6次。
[0012]所述BOPP薄膜為普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜，厚度為20-40 μ m。
[0013]所述強磁鐵為釹鐵硼磁鐵。
[0014]所述強磁鐵為直徑1cm，厚度2_的圓形薄片。
[0015]所述步驟(I)中對BOPP膜進行超聲清洗時，採用大功率240-320W超聲3-5次，每次超聲5-10min。
[0016]所述步驟⑵、(3)中選擇表面平坦的目標區域範圍為(1-5 μ m) X (1-5 μ m)。
[0017]本發明與現有技術相比的優點在於:本發明方法操作簡單，耗時少，針對嚴重的磁性汙染有較好的清洗效果。本發明使用的BOPP膜為普通型雙向拉伸聚丙烯膜，厚度為20-40 μ m，強磁鐵為釹鐵硼磁鐵，磁鐵為直徑為Icm厚度2_的圓形薄片，能夠有效去除粘連在針尖上的磁性汙染物，重複使用汙染被清除後的探針。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明方法示意圖；
[0019]圖2為本發明方法進行探針清洗的過程示意圖；
[0020]圖3顯示本發明方法汙染探針的清洗前的照片；
[0021]圖4顯示本發明方法只使用強磁鐵探針清洗後的照片；
[0022]圖5顯示本發明方法同時使用BOPP薄膜和強磁鐵針尖清洗前的照片；
[0023]圖6顯示本發明方法同時使用BOPP薄膜和強磁鐵針尖清洗後的照片。
【具體實施方式】
[0024]結合附圖進一步說明本發明的實施方式和所達到的功能、效果。本發明清除的對象是磁性探針上的磁性汙染。BOPP薄膜選用普通型雙向拉伸聚丙烯膜薄膜，使用前進行超聲清洗，清洗溶液為去離子水，超聲清洗3-5次每次5-10min，使BOPP薄膜操作面向上。BOPP薄膜清洗結束後乾燥，並固定在強磁鐵上，邊緣用少量指甲油粘附。
[0025]本發明實例中進行磁性探針清洗過程中所使用的磁力顯微鏡是JPK Nanoffizard,探針是BudgetSensors Multi75M_G，針尖是鈷鍍膜針尖，觀察針尖的掃描電鏡是FEIQuanta250FEGo
[0026]如圖1所示，I為磁力顯微鏡樣品臺，2為釹鐵硼強磁鐵，3為普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜(Β0ΡΡ薄膜)，4為磁性汙染探針。操作中將BOPP薄膜3固定在釹鐵硼強磁鐵2上並放置在磁力顯微鏡樣品臺I上，控制磁性汙染探針4壓入BOPP薄膜3中進行清洗。
[0027]實例I
[0028]如圖2所示，釹鐵硼強磁鐵2表面不加BOPP薄膜3，將磁性汙染探針4放於磁力顯微鏡上，設備設置為接觸模式，將釹鐵硼強磁鐵2放置於磁力顯微鏡樣品臺I上，對釹鐵硼強磁鐵2進行掃描成像，選取平整區域作為新的掃描區域，操縱磁性汙染探針4靠近釹鐵硼強磁鐵2表面，待穩定後進一步設定Setpoint值，增大磁性汙染探針4的壓力使磁性汙染探針4與釹鐵硼強磁鐵2相接觸，注意Setpoint的設定不能過大，接觸停留5s後退磁性汙染探針4。如圖3所示清洗後針尖上方的汙染物和表面粘附程度較低的粒子被吸附下來，但是粘附比較強的粒子清洗效果較差。
[0029]實例2
[0030]如圖4所示在釹鐵硼強磁鐵2上面覆蓋BOPP薄膜3，設置磁力顯微鏡為接觸模式，將BOPP薄膜3固定在強磁鐵2上，並將固定好的樣品放置於磁力顯微鏡樣品臺I上，對BOPP薄膜3進行掃描成像，選取平坦區域作為新的掃描區域，並操縱磁性汙染探針4靠近BOPP薄膜3表面，待穩定後增大Setpoint值，使磁性汙染探針4壓入BOPP薄膜3，控制壓入深度在50-100nm，停留5s後退磁性汙染探針4。如圖5所示為清洗後的針尖，磁性汙染物很好的被清除掉。
[0031]提供以上實施例僅僅是為了描述本發明的目的，而並非要限制本發明的範圍。本發明的範圍由所附權利要求限定。不脫離本發明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應涵蓋在本發明的範圍之內。
【權利要求】
1.一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵包括下列步驟: (1)將BOPP薄膜即普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜放入去離子水中，對BOPP膜進行超聲清洗，將清洗好的BOPP薄膜固定在強磁鐵上； (2)對BOPP薄膜表面進行成像，選取一處平坦區域作為目標區域，將針尖移動到目標區域； (3)驅動針尖壓入BOPP薄膜中，並使針尖在薄膜中停留；在驅動針尖壓入BOPP薄膜時，首先操縱磁力顯微鏡在輕敲模式下掃描圖像，然後選擇表面平坦的目標區域，將磁力顯微鏡操作模式換為接觸模式，同時給針尖提供向下的壓力，控制針尖壓入BOPP薄膜50-100nm，使針尖在薄膜中停留4_6s穩定後，抬起探針； (4)驅動探針退針離開薄膜，重複針尖壓入和退針動作。
2.根據權利要求1所述的一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵在於:所述BOPP薄膜為普通型雙向拉伸聚丙烯薄膜，厚度為20-40 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵在於:所述強磁鐵為釹鐵硼磁鐵。
4.根據權利要求1或3所述的一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵在於:所述強磁鐵為直徑10_，厚度2_的圓形薄片。
5.根據權利要求1所述的一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵在於:所述步驟(I)中對BOPP膜進行超聲清洗時，採用大功率240-320W超聲3-5次，每次超聲5_10mino
6.根據權利要求1所述的一種磁力顯微鏡探針磁性汙染的清洗方法，其特徵在於:所述步驟(2)、(3)中選擇表面平坦的目標區域範圍為(1-5 μ m) X (1-5 μ m)。
【文檔編號】B08B7/00GK104492760SQ201510021718
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月16日 優先權日:2015年1月16日
【發明者】王作斌, 張超, 張文曉, 劉勁芸, 董莉彤, 宋正勳, 翁佔坤, 範思哲 申請人:長春理工大學