中國專家首次實(shí)現(xiàn)納米級單體磁化實(shí)驗(yàn)測量

科技日報(bào)訊（記者吳長鋒）記者從中科院強(qiáng)磁場科學(xué)中心獲悉，該中心薛飛研究團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)非特定形狀納米樣品單體磁化過程的實(shí)驗(yàn)測量。研究團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)一種新的納米樣品轉(zhuǎn)移組裝方法，使用一臺自主研制的動態(tài)懸臂梁測磁裝置，成功觀測到了納米顆粒樣品中的單磁疇變化。研究成果日前在線發(fā)表于《物理應(yīng)用評論》上。

動態(tài)懸臂梁測磁裝置利用靈敏懸臂梁，測量樣品磁性變化時(shí)伴隨的樣品角動量變化。由于其工作原理的特點(diǎn)，對待測樣品的形狀和導(dǎo)電性均沒有特殊要求，是一種非常有應(yīng)用潛力的小樣品磁表征技術(shù)。此前國際范圍該領(lǐng)域內(nèi)，由于缺乏有效的納米樣品轉(zhuǎn)移和組裝方法，動態(tài)懸臂梁測磁學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的對象局限于一維的納米線和納米管。

納米磁性結(jié)構(gòu)在很多研究和工業(yè)領(lǐng)域都具有重要應(yīng)用，如拓?fù)浯判浴⒌途S磁性、高密度磁記錄，磁傳感器和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。在這些研究和應(yīng)用中，納米磁性結(jié)構(gòu)的磁各向異性、矯頑力、飽和磁化的定量分析是十分重要的。受限于磁探測靈敏度，商用振動磁強(qiáng)計(jì)無法分辨單個(gè)納米樣品磁矩變化。要獲得足夠的信號強(qiáng)度，商用振動磁強(qiáng)計(jì)需要同時(shí)測量幾百萬個(gè)樣品，只能得到這些納米樣品的平均性質(zhì)和參數(shù)。因此，要深入研究納米磁性，就需要對單個(gè)納米樣品的磁性進(jìn)行表征。

薛飛研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的納米樣品轉(zhuǎn)移組裝方法，利用聚焦離子束（FIB）—掃描電子顯微鏡（SEM）雙束系統(tǒng)和納米機(jī)械手，能夠可靠地將任意形狀納米樣品有效轉(zhuǎn)移至用于超靈敏扭矩探測的微納懸臂梁上。使用該技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)成功探測到了直徑小于100納米的單個(gè)納米樣品中的磁疇翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)的對磁矩探測靈敏度達(dá)到了1×10-15emu量級，比商業(yè)振動磁強(qiáng)計(jì)靈敏度好1000萬倍。