#дайджест #лекции

С радостью объявляем, что мы возобновляем лекции в нашем ЦЗМ AFM Centre! Надеемся, что за лето вы хорошо отдохнули и теперь готовы получать новые знания🙂

Кто же откроет наш новый лекционный год?
🗣 Спикер: Темирязев Алексей Григорьевич (к.ф-м.н. ФИРЭ РАН)
📌 Тема: Магнитно-силовая микроскопия

На лекции вы узнаете об основных принципах и «подводных камнях» магнитно-силовой микроскопии (МСМ).

Какие бывают методы сканирования и анализа полученных данных? Как искажается доменная структура под влиянием магнитного зонда? Какие существуют методы улучшения МСМ изображений? - На все эти вопросы ответит Алексей Григорьевич на лекции.
А ещё речь пойдет о серийной магнитно-силовой микроскопии и изготовлении фильмов на основе МСМ, а также об артефактах, возникающих из-за электростатического взаимодействия и загрязнения зонда

👨‍💻Для онлайн-участников пришлём ссылку за десять минут до начала!

🗓 21 сентября 17:00
📍 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова 9, аудитория 2222, ЦЗМ AFM Centre

До встречи на лекции!🧡

#статья

⏰ Пока мы все находимся в ожидании первой лекции в этом учебном году на тему «Магнитно-силовая микроскопия», давайте познакомимся со статьей нашего лектора, Темирязева Алексея Григорьевича 🔥

➡️ Магнитная структура функциональных магнитных диэлектриков традиционно вызывает большой интерес у исследователей. Одним из наиболее изученных объектов являются монокристаллы железо-граната. Для данного материала было установлено, что на организацию доменов в значительной степени влияют несовершенства структуры, такие как дислокации, а также эффекты подложки и интерфейса, где механическое напряжение может иметь существенное значение.

Для комплексного исследования магнитных свойств монокристаллических пленок граната Lu(2,1)Bi(0,9)Fe(5)O(12) Темирязев Алексей Григорьевич с коллегами использовали методы магнитно-силовой микроскопии (МСМ) и микроскопии генерации второй гармоники, позволяющий визуализировать как магнитные домены поверхности, так и объема монокристалла. Эксперименты были направлены на исследование остаточной доменной структуры поверхности и на её изменения под действием плоского и внеплоскостного постоянного магнитного поля.

💡 МСМ проводилась с использованием зонда с нанесенным магнитным покрытием Co/Pt толщиной 8 нм с перпендикулярной магнитной анизотропией, обеспечивающей низкий магнитный момент зонда. Это позволило проводить измерения без искажения магнитной структуры пленки с высоким пространственным разрешением*.

*МСМ-измерения были осуществлены посредством 2-ух проходной методики, где на первом проходе регистрировался рельеф, а на 2-ом магнитный отклик на фиксированном расстоянии от поверхности образца за счет измерения фазового сдвига колебания кантилевера.

🗣Проведенные исследования показали, что образец обладает бипериодической доменной структурой с основным периодом около 4 мкм и периодом модуляции 1,6 мкм. По мере увеличения магнитного поля полосовые домены поворачиваются (рис. 1a–c) и меняется характер продольной модуляции (рис. 1d–f). Далее сначала исчезает продольная модуляция (рис. 1g), а затем и сама полосковая доменная структура (рис. 1h), поэтому пленка переходит в насыщенное состояние. Если теперь немного уменьшить внешнее поле, доменная структура появится снова, но уже ориентированная в направлении приложенного магнитного поля (рис. 1i).

🗣Аналогичные исследования с внешним магнитным полем, приложенным перпендикулярно плоскости пленки, показали, что пленка содержит решетку круглых доменов. Они располагались во внутреннем объеме пленки и не создавали значительных полей рассеяния, регистрируемых МСМ. По мере уменьшения поля доменные границы выходили на поверхность пленки, МСМ-изображение становилось более четким, а домены вытягивались вдоль поверхности (рис. 3b). Далее появился дополнительный узор из мелких точек (рис. 3c); домены расширились и приобрели внутреннюю структуру (рис. 3d). В небольших полях формировался массив отдельных доменов сложной формы.

Проведённые исследования показали, что помимо полосовой доменной структуры в пленках граната толщиной 10 мкм появляется поверхностная периодическая модуляция магнитной структуры, связанная со связующими доменами. Также МСМ-изображения показывают появление фрактальных остаточных поверхностных доменов после приложения неплоского магнитного поля.
Эти установленные особенности магнитного поведения пленок граната важны для дальнейшего создания магнитных устройств на его основе.

С полным текстом статьи вы можете ознакомиться тут 👆

#дайджест

Завершилась XX Международная конференция по голографии и прикладным оптическим технологиям HOLOEXPO 2023🔥

👨‍🎓От нашей компании выступали Трусов Михаил Александрович с презентацией на тему «Зондово-оптическая техника нового поколения для современных наномасштабных оптических экспериментов» и Мадисон Алексей Евгеньевич с докладом на тему «Апериодическая дифракционная решетка на основе распределения нулей ζ-функции Римана».

Каждая научная конференция - это неповторимый опыт, новые знания и новые полезные связи. Встреча с выдающимися учеными, обмен идеями с коллегами, обсуждение последних достижений в своей области, мероприятия нетворкинга - все это приводит к интеллектуальному и профессиональному росту. Поэтому, посещайте конференции, вдохновляйтесь и учитесь🔥

Спасибо, что вы с нами 🧡

#методики

Что мы приготовили для вас в преддверии выходных? Обзор новой методики!👇

💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛
Метод отображения фазы – это динамический метод, позволяющий производить картирование изменений свойств поверхности образца, таких как эластичность, адгезия и трение. Данный режим можно использовать при сканировании образца бесконтактным или полуконтактным методом.
💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛💛

Реализация метода отображения фазы в полуконтактном режиме осуществляется следующим образом:
✅ В начале происходит раскачка зонда с заданной амплитудой (обычно на частоте резонанса) и подвод зонда к поверхности образца, так чтобы кончик зонда в нижнем полупериоде колебаний касался этой поверхности. В таком случае он испытывает взаимодействие отталкивающих, адгезионных, капиллярных и других сил.
✅ Дальше производится сканирование поверхности образца. Неоднородность свойств поверхности будет приводить к изменению фазы колебания кантилевера (в сторону более низких частот для сил притяжения и в сторону более высоких частот для сил отталкивания), которые будут регистрироваться системой и формировать отображение изменения фазы.

📊 Метод отображения фазы позволяет получать ценную информацию в широкой области применений. При этом в некоторых случаях выделяются неочевидные контрасты свойств материалов. Данный метод используется для исследований биологических объектов, образцов с магнитными и электрическими характеристиками и в других областях.

😟 Стоит отметить, что у данного метода есть и некоторые недостатки, усложняющие интерпретацию полученных данных. А именно то, что к изменению фазы приводят сразу несколько свойств поверхности материала: адгезия, жесткость и вязкоупругость. Таким образом, хотя фаза является очень полезным каналом визуализации, интерпретировать контраст по отношению к отдельным изображениям может быть сложно.
Например: один образец очень мягкий (но не липкий), а второй липкий (но твердый). Несмотря на то, что это фундаментально разные свойства материала, они могут вызывать схожие или даже идентичные фазовые сдвиги, так что два компонента будут выглядеть одинаково на фазовом изображении.


💬 Друзья, если у вас появились вопросы, задавайте их в комментариях!

#дайджест #методики

🔬Сегодня предлагаем вам рассмотреть одну из разновидностей атомно-силовой микроскопии, а именно МАГНИТНО-СИЛОВУЮ МИКРОСКОПИЮ (МСМ)

😐Уже из названия понятно, что метод магнитно-силовой микроскопии позволяет получать изображения распределения магнитных сил (магнитных доменов) по поверхности зонда. Для этой цели используется кантилевер, покрытый ферромагнитным материалом.

Процесс отображения распределения магнитных сил реализуется с помощью двухпроходной методики:
🖱 На первом проходе определяется рельеф поверхности образца в полуконтактном режиме.
🖱 Для проведения второго прохода кантилевер отводится на некоторое расстояние dZ. Затем зонд начинает движение над поверхностью образца на этом постоянном расстоянии по повторяющей уже измеренный рельеф образца траектории (это реализуется за счет сохранённых параметров ёмкостных датчиков, снятых в процессе первого прохода, по которым и производится второй проход, но с измененным параметром Z-dZ).

❕ Расстояние dZ должно быть достаточно большим, чтобы исключить влияние рельефа поверхности. В таком случае, на зонд действуют только дальнодействующие силы, среди которых основной вклад вносят магнитные. Но всё же расстояние dZ не должно быть чрезмерно велико, так как это будет ухудшать измеряемый сигнал, тем самым искажая качество изображения магнитных сил.

ВТОРОЙ ПРОХОД МОЖЕТ БЫТЬ РЕАЛИЗОВАН ДВУМЯ СПОСОБАМИ:
🖱 В первом случае (Режим статической магнитно-силовой микроскопии) регистрируются вертикальные отклонения неколеблющегося кантилевера (то есть сигнал DFL), которые вызваны магнитным взаимодействием зонда с поверхность образца.
🖱 Во втором случае (Режим динамической магнитно-силовой микроскопии) проход осуществляется с использование кантилевера, который колеблется на частоте своего механического резонанса. При этом условии прибор регистрирует изменение фазы колебания кантилевера, которое будет характеризовать магнитные силы поверхности образца.

🔎 Магнитно-силовая микроскопия используется для исследования свойств магнитных материалов в академических и прикладных исследованиях. Например, для определения характеристик, оценки и разработки магнитных запоминающих устройств и компонентов магнитной записи, таких как жесткие диски и магниторезистивные головки, а также для изображения естественных или специально записанных доменных структур в магнитных материалах.


Остались вопросы? Задавайте их в комментариях!🥰