El microscopio de sonda de barrido Hall ( SHPM ) es una variedad de microscopio de sonda de barrido que incorpora un enfoque preciso de la muestra y el posicionamiento del microscopio de túnel de barrido con un sensor Hall semiconductor . Esta combinación permite mapear la inducción magnética asociada con una muestra. Los sistemas SHPM de última generación utilizan materiales gaseosos de electrones 2D (por ejemplo, GaAs / AlGaAs) para proporcionar imágenes de alta resolución espacial (~ 300 nm) con alta sensibilidad al campo magnético. A diferencia del microscopio de fuerza magnéticael SHPM proporciona información cuantitativa directa sobre el estado magnético de un material. El SHPM también puede obtener imágenes de inducción magnética bajo campos aplicados de hasta ~ 1 tesla y en un amplio rango de temperaturas (milikelvins a 300 K). [2]
El SHPM se puede utilizar para obtener imágenes de muchos tipos de estructuras magnéticas, como películas delgadas, imanes permanentes, estructuras MEMS, trazas de transporte de corriente en PCB, discos de permalloy y medios de grabación.
Ventajas de otros métodos de escaneo magnético de trama
SHPM es una técnica de imagen magnética superior debido a muchas razones. A diferencia de la técnica MFM , la sonda Hall ejerce una fuerza insignificante sobre la estructura magnética subyacente y no es invasiva. A diferencia de la técnica de decoración magnética, la misma zona se puede escanear una y otra vez. El campo magnético causado por la sonda Hall es tan mínimo que tiene un efecto insignificante en la muestra que está midiendo. No es necesario que la muestra sea un conductor eléctrico, a menos que se utilice STM para el control de altura. La medición se puede realizar de 5 a 500 K en ultra alto vacío (UHV) y no es destructiva para la estructura o la red cristalina. Las pruebas no requieren ninguna preparación o recubrimiento especial de la superficie. La sensibilidad del campo magnético detectable es de aproximadamente 0,1 uT - 10 T. SHPM se puede combinar con otros métodos de exploración como STM.
Limitaciones
Existen algunas deficiencias o dificultades al trabajar con un SHPM. Los escaneos de alta resolución se vuelven difíciles debido al ruido térmico de las sondas de pasillo extremadamente pequeñas. Existe una distancia mínima de altura de escaneo debido a la construcción de la sonda de pasillo. (Esto es especialmente significativo con las sondas semiconductoras 2DEG debido a su diseño multicapa). La altura de escaneo (elevación) afecta la imagen obtenida. El escaneo de grandes áreas lleva una cantidad de tiempo considerable. Existe un rango de escaneo práctico relativamente corto (del orden de 1000 micrómetros) a lo largo de cualquier dirección. La carcasa es importante para proteger el ruido electromagnético (jaula de Faraday), el ruido acústico (mesas antivibratorias), el flujo de aire (armario de aislamiento de aire) y la carga estática en la muestra (unidades ionizantes).
Referencias
- ↑ Ge, Jun-Yi; Gladilin, Vladimir N .; Tempere, Jacques; Xue, Cun; Devreese, Jozef T .; Van De Vondel, Joris; Zhou, Youhe; Moshchalkov, Victor V. (2016). "Montaje a nanoescala de vórtices superconductores con punta de microscopio de efecto túnel" . Comunicaciones de la naturaleza . 7 : 13880. arXiv : 1701.06316 . Código Bibliográfico : 2016NatCo ... 713880G . doi : 10.1038 / ncomms13880 . PMC 5155158 . PMID 27934960 .
- ^ Chang, AM; Hallen, HD; Harriott, L .; Hess, HF; Kao, HL; Kwo, J .; Miller, RE; Wolfe, R .; Van Der Ziel, J .; Chang, TY (1992). "Microscopía de sonda de barrido Hall". Apl. Phys. Lett . 61 (16): 1974. Código bibliográfico : 1992ApPhL..61.1974C . doi : 10.1063 / 1.108334 .