俄羅斯國(guó)家研究型工藝技術(shù)大學(xué)利用巨磁阻抗傳感器研發(fā)出掃描磁性顯微鏡。借助這種顯微鏡可以看到被研究對(duì)象表面附近的局部磁場(chǎng)的圖像。新設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)創(chuàng)性、高分辨率和良好的磁靈敏度以及簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。相關(guān)研究成果近日刊登在《磁學(xué)和磁性材料》雜志上。

掃描磁性系統(tǒng)30多年前就已經(jīng)被制造出來(lái)，主要用來(lái)發(fā)現(xiàn)各種材料和結(jié)構(gòu)中的缺陷，也用于在生物醫(yī)學(xué)中測(cè)量生物體的弱磁場(chǎng)。該系統(tǒng)中的磁場(chǎng)敏感度和空間磁分辨率是由磁性傳感器決定的。掃描磁性系統(tǒng)中通常使用霍爾傳感器或超導(dǎo)量子干涉儀。近幾年出現(xiàn)了新型高敏感巨磁阻抗（GMI）傳感器。

俄羅斯科研人員以標(biāo)準(zhǔn)2D打印機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)新型掃描磁顯微鏡，但工作打印頭是基于一小部分（3毫米至4毫米）非晶鐵磁微型導(dǎo)線(xiàn)的微型磁場(chǎng)傳感器。

研究員謝爾蓋·古多什尼科夫介紹說(shuō)，微型磁場(chǎng)傳感器的工作原理是基于巨磁阻抗效應(yīng)的作用。這種效應(yīng)是在外部磁場(chǎng)的作用下測(cè)量高頻微型導(dǎo)線(xiàn)的阻抗。由于GMI傳感器中使用的微型導(dǎo)線(xiàn)尖端直徑為10微米至20微米，因此在測(cè)量納米特斯拉單位水平的磁場(chǎng)時(shí)，這種傳感器原則上可以在數(shù)十微米的水平上獲得空間分辨率。

謝爾蓋·古多什尼科夫解釋道，磁傳感器在被研究物體表面移動(dòng)，并以一定時(shí)間段測(cè)量物體產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直分量的值。所用傳感器的尺寸越小，傳感器與樣品表面的距離越近，更多的磁性特征就會(huì)表現(xiàn)在磁性圖像中。他稱(chēng)，在他們的研究工作中，獲得了約200微米的空間分辨率，GMI傳感器的靈敏度約為10納米特斯拉。

有關(guān)專(zhuān)家們認(rèn)為，非侵襲性、高空間分辨率、良好的磁性敏感度以及簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)是新型掃描磁性顯微鏡的亮點(diǎn)。未來(lái)，研究人員計(jì)劃把掃描磁性顯微鏡的空間分辨率增加到20微米，以用于對(duì)薄膜磁性微觀(guān)結(jié)構(gòu)、磁性納米粒子群和生物弱磁場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)研究。