一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器的製作方法

2023-04-28 11:23:56

專利名稱：一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子儀器技術領域，它特別涉及一種專用於磁力顯微鏡的磁性探針磁化器技術。
背景技術：
目前，磁力顯微鏡(Magnetic Force Microscopy)已經廣泛應用於磁性樣品表面的磁性能檢測。其主要原理是利用微米量級的磁性探針，檢測樣品表面的掃描磁力梯度變化，從而分析磁性樣品的磁性能。只有磁化方向垂直於樣品表面的磁性探針才能正確的表徵出樣品的磁疇結構圖像。為了使針尖的磁化方向垂直於樣品表面就需要設計專門的磁化器對磁性探針施加垂直方向的偏轉磁場。在veeco公司生產的顯微鏡中就有配套的磁化器，其原理是利用強磁體提供的強磁場來使針尖在垂直方向磁化。但是目前使用的磁化器均採用固定結構，由於隨著空間距離的增加磁場的強度迅速下降，因此對尺寸有較大差異的磁性探針進行磁化時無法達到最佳磁化效果。

發明內容
本發明的目的是提供一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器，它具有不受探針的尺寸限制、可以根據探針的位置進行調節、能保證對所有尺寸的探針進行有效的磁化等特點。
本發明提供的是一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器(如圖2所示)，它包括磁化器基座3和強磁體5，磁化器基座3的軸心處有一螺孔8；其特徵是它還包括螺杆4，所述螺杆4的中心是一個一端開口、另一端封閉的凹槽9；所述磁化器基座3上有一觀察槽7(如圖3所示)。強磁體5放置於螺杆4中的凹槽9中，螺杆4放置於磁化器基座3軸心處的螺孔中，螺杆4在螺孔8內的位置通過螺紋進行調節。
需要說明的是，螺杆4和磁化器基座3的材質必須使用不會感磁的金屬，如鋁合金；強磁體5採用的是磁鐵。
本發明的實質是採用裝有強磁鐵5的螺杆4替代傳統的強磁鐵5，由於螺杆4在磁化器基座3中的位置可通過螺紋上下調節，因此對不同尺寸針尖進行磁化時能得到最佳的磁化效果。
本發明與傳統的磁性探針磁化器相比，具有如下優點螺杆4的使用改變了傳統磁化器的固定結構，使強磁體與磁性探針的位置可以進行調節，消除了探針外形尺寸的影響，並且可對各種磁性針尖均提供最佳的磁化效果。
磁化器基座3上的觀察槽7的引入使在調節螺杆4位置時，能觀察螺杆4和磁性探針的距離，在獲得較好磁性探針磁化效果的同時，也避免了螺杆4撞壞磁性探針的可能性。


圖1是現有磁化器的結構示意圖其中1是針架，2是磁性探針，3是磁化器基座，5是強磁體。
圖2是本實用新型實施例的縱剖面構造圖其中1是磁力顯微鏡針架，2是磁性探針，3是磁化器基座，4是磁性螺杆，5是強磁體，7是觀察槽。
圖3是本實用新型基座的俯視構造圖其中6是磁化器基座上的凹槽，7是觀察槽，8是磁化器基座軸心處的軸孔。
圖4是本實用新型中螺杆的縱剖面構造圖其中9是螺杆中心一端貫通，另一端閉合的凹槽。
圖5是本實用新型基座的縱剖面構造圖其中3是磁化器基座，6是磁化器基座上的凹槽，7是觀察槽，8是基座軸心處的軸孔，M16表示螺孔直徑為16mm。
具體實施例方式
目前日本精工公司生產的磁力顯微鏡尚未有配套的磁化器出現。為了滿足精工公司生產的磁力顯微鏡所用磁性探針的磁化需求，本實用新型提供一種磁化器，該磁化器不僅能很好的與精工公司生產的磁力顯微鏡相關部件所匹配，而且無需更換部件即可對不同尺寸的磁性探針進行磁化。
精工公司磁力顯微鏡所用針架(圖2中1所示部件)為圓臺形結構，中間有一圓臺型凹槽，磁性探針(圖2中2所示部件)用彈簧片固定於凹槽中心。
本實用新型所設計的磁化器採用鋁合金材質，由磁化器基座3、中心有一凹槽的螺杆4以及圓柱形強磁體5三部分組成。其相互關係為強磁體5置於螺杆4的凹槽9中；螺杆未貫通部分向上旋入基座5中心的螺孔8內。
如圖3所示，磁化器基座3的外徑R1＝55mm；圓臺型凹槽6的直徑R2＝39mm；觀察槽7的寬度為10mm，長度為44mm。凹槽6的作用是放置並固定針架1；觀察槽7的作用是在調節磁性探針2與螺杆4相對位置時，觀察其相互距離。
如圖5所示，磁化器基座3的高度為20mm；圓臺型凹槽6的深度為4mm；磁化器基座軸心處的螺孔直徑為16mm，高度為16mm。
圓柱型磁體5的表面磁場強度≥2000Oe，將其放入凹槽9內。如圖4所示，螺杆4的直徑為16mm，高16mm；凹槽9的直徑為8mm，深度為15mm；螺杆未貫通部分厚度為1mm，其作用是使強磁體5產生的磁場均勻化，從而獲得一個較為均勻的空間磁場來對磁性探針2進行磁化。磁力顯微鏡所用磁性探針2的矯頑力≤400Oe，而距圓柱形磁體5表面2mm處的磁場強度約為400Oe。因此磁化探針2時，使探針2與螺杆4表面的距離小於0.5mm就可將磁性探針2的磁化方向改變成垂直方向。磁性探針2的長度有225um和450um兩種尺寸，如果採用固定式結構(如圖1所示)，則需要對兩種尺寸的探針分別設計磁化器增加使用成本，而且如果裝針位置不當很容易將探針撞斷。而採用螺紋連接方法(如圖2所示)則不受探針的尺寸限制，可以根據磁性探針2的位置進行調節，能保證對所有尺寸的探針進行有效的磁化。
權利要求
1.一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器，它包括磁化器基座(3)和強磁體(5)，磁化器基座(3)的軸心處有一螺孔(8)；其特徵是它還包括螺杆(4)，所述螺杆(4)的中心是一個一端開口、另一端封閉的凹槽(9)；所述磁化器基座(3)上有一觀察槽(7)；強磁體(5)放置於螺杆(4)中的凹槽(9)中，螺杆(4)放置於磁化器基座(3)軸心處的螺孔中，螺杆(4)在螺孔(8)內的位置通過螺紋進行調節。
2.如權利要求1所述的一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器，其特徵是所述的螺杆(4)和磁化器基座(3)的材質是鋁合金。
3.如權利要求1所述的一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器，其特徵是所述的強磁體(5)是磁鐵。
全文摘要
本發明提供的一種磁力顯微鏡磁性探針磁化器，它包括螺杆4、磁化器基座3，螺杆4的中心是一端開口、另一端封閉的凹槽9；磁化器基座3上有一觀察槽7。強磁體5放置於螺杆4中的凹槽9中，螺杆4放置於磁化器基座3軸心處的螺孔中，螺杆4在螺孔8內的位置通過螺紋進行調節。本發明是採用裝有強磁鐵5的螺杆4替代傳統的強磁鐵5，由於螺杆4在磁化器基座3中的位置可通過螺紋上下調節，因此對不同尺寸針尖進行磁化時能得到最佳的磁化效果。本發明具有不受探針的尺寸限制、可以根據探針的位置進行調節、能保證對所有尺寸的探針進行有效的磁化等特點。
文檔編號G01R33/022GK1841081SQ200510020618
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月31日 優先權日2005年3月31日
發明者王志紅, 陳琨 申請人:電子科技大學