Tiểu Luận Kính hiển vi lực từ (magnetic force microscopy - MFM)

Mở đầu

Gần hai thập kỉ đã troi qua kể từ khi phast minh thực nghiệm đầu tiêeeasoa nguyên l ho t động của k nh hiển vi qu t đầu d (SPM) ra đời. Trong một kho ng thời gian d i, t ởng về k nh hiển vi dựa tr n đầu d đã đ ợc ph t triển sang nhiều kỹ thuật đặc biệt, chẳng h n nh k nh hiển vi qu t đ ờng hầm (STM), k nh hiển vi lực nguy n tử (AFM), k nh hiển vi lực từ (MFM) . đ n gi n đã chứng minh đ ợc t nh duy nhất của ch ng trong việc đ t đ ợc độ ph n gi i ở cấp độ d ới micromet. Trong đ , k nh hiển vi lực từ (MFM) đ i diện cho một trong những ph ng ph p tinh tế nhất để nghi n cứu t nh chất từ của bề mặt, với độ ph n gi i cao, việc chuẩn bị mẫu dễ d ng [1]. MFM l một t nh năng mở rộng của chế độ tapping mode của AFM, l một ph ng ph p để t m ra cấu tr c bề mặt của một vật liệu ở cấp độ nanomet. MFM đ ợc quan t m l do tiềm năng độc đ o của n , n c thể gi i quyết c c vấn đề kh o s t c b n v ứng dụng, chẳng h n nh sự ph t triển của c ng nghệ nano hiện đ i. Trong h a học, MFM l kh ng thể thiếu để nghi n cứu h nh th i học, cấu tr c v t nh chất của hợp chất nano với c c thể v i từ t nh. MFM c nghĩa đặc biệt trong c c nghi n cứu t nh chất từ của c c cấu tr c nano, đặc biệt l trong việc nghi n cứu c c k ch th ớc v hiệu ứng l ợng tử [2]. Hiện nay, trong y sinh, c c h t nano từ t nh đang đ ợc nhiều sự quan t m bởi tiềm năng v ứng dụng của n , chẳng h n nh ch ng ph n lo i v chia t ch giữa tế b o v c c ph n tử sinh học, ph n phối thuốc, ghi nhãn v điều trị việc tăng th n nhiệt từ. Điều quan trọng cho sự ph t triển của c c ứng dụng c c h t nano từ t nh l vị tr của c c h t c thể đ ợc x c định với độ ch nh x c cao. Để ph t triển c c ứng dụng n y, l t ởng nhất l một kỹ thuật cung cấp h nh nh th ng tin ba chiều, c độ ph n gi i nanomet, v c thể ph n biệt c c h t nano từ t nh cụ thể từ c c h t kh c hoặc c c vật liệu sinh học. MFM ph hợp với những chi tiết kỹ thuật n y, bởi v n kết hợp với AFM cho t nh chất ba chiều của th ng tin v tiếp cận độ ph n gi i của AFM trong khi cho ph p d mẫu từ h a, do đ cho ph p ph n biệt c c h t nano từ t nh từ c c t nh năng nền [3]. Ngoài ra, MFM c n đ ợc ứng dụng để theo d i chuyển động của c c h t nano từ t nh v ph t
hiện th ng tin động lực học của ph n tử m n đ ợc gắn theo [4]. Trong b i viết n y, ch ng ta sẽ nghi n cứu về cấu t o, nguy n l ho t động v kh năng của MFM trong việc ph n t ch c c h t nano từ để ứng dụng trong thực tế.

Mục lục

Mục lục . 2

Mở đầu . 4

Ch ng I Tổng quan về từ v vật liệu từ . 5

I. Nguồn gốc từ tr ờng [5] . 5

II. Một số đại l ợng c bản trong từ học 6

(magnetic field strength). . 6





(magnetic induction). 6

(magnetic moment) 6

. 6

(magnetization) 7


III. Vật liệu từ 8


1.


. . 8


2. Chất thuận từ 8

IV. Đômen từ 13

Ch ng II Kính hiển vi MFM v ứng dụng của nó trong ph n tích vật liệu từ
16

I. Lịch Sử ra đời: [2] . 16

II. Cấu tạo 19

1. Bộ chuyển đổi gốm sứ p điện: (PZT) [6] . 20

2. Tip: [6] . 21

3. Cần qu t: 22

4. Nguồn laser 22

5. Photodetector 22

III. Nguyên l hoạt động . 23

IV. C c chế độ hoạt động: [1] . 26

1.Chế độ tĩnh (static mode) 26

2. Chế độ động (Dynamic mode) 26

V. u điểm v nh ợc điểm . 29

VI. Ứng dụng . 30

1. Trong y sinh: . 30

a. Ph t hiện vi khuẩn magnetotaktic: [1] . 30

b. Sự phụ thuộc của c c h t nano từ v o cấu tr c [1] . 30

c. Ph n biệt c c h t nano từ v c c h t nano phi từ t nh: [3] 31

2. Trong kỹ thuật [6] . 37

VII. Kết luận . 38

T i liệu tham khảo . 38