The present invention relates to a micro nano system and magnetic detection field, a magnetic moment for measurement of magnetic clusters of the magnetometer, including laser, microscope, plane mirror, force sensor, micro displacement platform, Helmholtz coil, lens, four quadrant photoelectric detector, based on optical line bias measurement system, control system, sample stage the force sensor includes a radius of R, micro micro opening ring opening ring opening of a beam and is connected to the micro micro ring opening reflector arc end, micro ring opening and a pair of beams are flexible, adjustable micro displacement platform to mobile sensors, magnetic clusters above the micro ring in measured the distance Z0 and the control system of force sensor and current I, micro magnetic ring and the magnetic open clusters force sensor deformation by ZC The magnetic moment of the magnetic clusters can be obtained by processing the measured data with the formula of magnetic moment.
【技术实现步骤摘要】
一种用于测量磁性分子团簇的磁矩的磁强计
本专利技术涉及微纳系统领域和磁探测领域,尤其是一种可以直接测量铁磁性分子团簇的磁矩、甚至可以对单个微尺度铁磁性颗粒、被大量非磁性样品包裹的磁性颗粒以及其他不规则结构等进行磁矩测量的一种用于测量磁性分子团簇的磁矩的磁强计。
技术介绍
通常情况下,宏观尺度的磁强计用于估计块状或粉末状材料的磁性,测得的块状材料的磁性,结合上测得的材料颗粒的体积,用于估计材料颗粒的磁矩,但是这种方法容易产生错误,首先,块状材料中单个颗粒的磁化并非与整体的磁化一致,其次,微尺度颗粒的体积不容易精确估算出来,特别是其有不规则几何结构的情况下。为了克服上述缺陷,科学家们专利技术了一些适用于单个磁性颗粒的磁强计,包括使用霍尔器件以及使用磁力显微镜等技术,这些磁强计在测量单个颗粒的磁矩时比传统的磁强计有更高的精度,但是也受到不少条件的限制,比如,在使用霍尔器件的情况,必须精确地知道颗粒的几何构型才能最终确定颗粒的磁矩,而且,这个方法不能用于测量被大量非磁性样品包裹的磁性颗粒的磁矩。又比如,在磁力显微镜的情况,其中一种技术是将一个未知磁矩的磁性颗粒附着于一个硅制的微悬臂上,通过测量微悬臂在交流磁场梯度中的振动来估算颗粒的磁矩;在另一种技术中,一个磁性的针尖附着于一个硅制微悬臂上,通过测量此微悬臂在与某个未知磁矩的相互作用过程中的形变来估算未知磁矩。由于附着于悬臂的磁矩通常都非常小,并且在某一个具体实验中这个磁矩的大小是不可变的,从而限制了可测磁矩的范围,并且导致了磁矩的估算是与颗粒和感应器之间距离相关的一个非线性方程,再者,上述颗粒和感应器之间距离并不 ...
【技术保护点】
一种用于测量磁性分子团簇的磁矩的磁强计,主要包括激光器(1)、显微镜(2)、平面镜(3)、力感应器(4)、微位移平台(5)、亥姆霍兹线圈(6)、透镜(7)、四象限光电探测器(8)、基于光线偏向的测量系统(9)、控制系统(10)、样品台(11)、磁性分子团簇(12)、微型反射器(13)、一对梁(14)、微型开口环(15)、基于螺线管的源磁场,所述四象限光电探测器(8)、基于光线偏向的测量系统(9)、控制系统(10)、微位移平台(5)依次电缆连接,所述力感应器(4)、亥姆霍兹线圈(6)均与控制系统(10)连接,所述基于光线偏向的测量系统(9)所得的数据输出至所述控制系统(10),所述力感应器(4)的电流大小、亥姆霍兹线圈(6)的电流大小、微位移平台(5)的移动均由控制系统(10)来控制,所述显微镜(2)位于所述平面镜(3)上方,通过所述显微镜(2)来观察所述力感应器(4)和所述待测磁性分子团簇(12)之间的位置,所述平面镜(3)固定于所述亥姆霍兹线圈(6)上方位置,所述亥姆霍兹线圈(6)和所述样品台(11)均为固定,所述力感应器(4)位于所述样品台(11)上方、且均位于所述亥姆霍兹线圈(6 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于测量磁性分子团簇的磁矩的磁强计,主要包括激光器(1)、显微镜(2)、平面镜(3)、力感应器(4)、微位移平台(5)、亥姆霍兹线圈(6)、透镜(7)、四象限光电探测器(8)、基于光线偏向的测量系统(9)、控制系统(10)、样品台(11)、磁性分子团簇(12)、微型反射器(13)、一对梁(14)、微型开口环(15)、基于螺线管的源磁场,所述四象限光电探测器(8)、基于光线偏向的测量系统(9)、控制系统(10)、微位移平台(5)依次电缆连接,所述力感应器(4)、亥姆霍兹线圈(6)均与控制系统(10)连接,所述基于光线偏向的测量系统(9)所得的数据输出至所述控制系统(10),所述力感应器(4)的电流大小、亥姆霍兹线圈(6)的电流大小、微位移平台(5)的移动均由控制系统(10)来控制,所述显微镜(2)位于所述平面镜(3)上方,通过所述显微镜(2)来观察所述力感应器(4)和所述待测磁性分子团簇(12)之间的位置,所述平面镜(3)固定于所述亥姆霍兹线圈(6)上方位置,所述亥姆霍兹线圈(6)和所述样品台(11)均为固定,所述力感应器(4)位于所述样品台(11)上方、且均位于所述亥姆霍兹线圈(6)之间,所述一对梁(14)通过长方形电极与衬底上的覆铜电路焊接、且工作时电流为I,所述磁强计特有的所述磁性分子团簇(12)磁矩的计算公式为由此可知,磁矩的测量无需确定所述力感应器(4)和所述磁性分子团簇(12)之间的绝对距离,磁矩的测量范围可以通过改变所述力感应器(4)的电流来实现,其特征是:所述力感应器(4)包括一个半径为R的微型开口环(15)、所述微型开口环(15)开口处的所述一对梁(14)和连接于所述微型开口环(15)圆弧端的所述微型反射器(13),调节所述微位移平台(5)使所述力感应器(4)移动,将所述微型开口环(15)...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵永建,索亦双,张向平,
申请(专利权)人:金华职业技术学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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