دانشمندان روسی میکروسکوپ مغناطیسی روبشی را بر اساس حسگر مغناطیسی ایجاد می کنند

فنی

URL کوتاه دریافت کنید

محققان دانشگاه ملی علوم و فناوری MISIS یک مدل آزمایشگاهی از میکروسکوپ مغناطیسی روبشی مبتنی بر یک سنسور مغناطیسی جدید ایجاد کرده اند. به گفته نویسندگان این مطالعه ، این دستگاه به دیدن تصاویر از میدان های مغناطیسی اشیاء مورد مطالعه کمک می کند.

نتایج این تحقیق در مجله مغناطیس و مواد مغناطیسی منتشر شد.

اولین سیستم های مغناطیسی روبشی بیش از 30 سال پیش ایجاد شده اند. این دستگاه ها در آزمایش مغناطیسی غیر مخرب برای تشخیص نقص در مواد و ساختارها و همچنین در برنامه های زیست پزشکی برای اندازه گیری میدان مغناطیسی ضعیف از اشیاء بیولوژیکی استفاده می شوند.

سیستم های مغناطیسی روبشی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: مغناطیسهای روبشی ، که به تشخیص ویژگیهای “تسکین” میدان های مغناطیسی از سانتیمتر تا چند میلی متر و اسکن میکروسکوپ های مغناطیسی کمک می کنند ، که باعث می شوند ویژگیهای مغناطیسی کمتر از یک میلی متر تشخیص داده شوند. به چند میکرومتر

فرولوئید روی یک صفحه شیشه ای بازتابی تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی قوی.

حساسیت میدان مغناطیسی و وضوح مغناطیسی مکانی در این دستگاه ها توسط یک سنسور مغناطیسی اندازه گیری می شود. به طور معمول ، سیستم های مغناطیسی روبشی از سنسورهای هال استفاده می کنند ، که میدان های مغناطیسی را تا یک میکروTesla (10-6 Т) یا SQUID ها اندازه می گیرند و از حسگرهای تداخل کوانتومی ابررسانا می شوند که زمینه های مغناطیسی بسیار ضعیف را تا چندین فتوولتزا (10-15 Т) اندازه می گیرند. حسگرهای جدید حسگر مغناطیسی بسیار حساس اخیراً اخیراً ظاهر شده اند.

“سنسور magnetoimpedance یک بخش کوچک (4 میلی متر) از یک میکروویور فرومغناطیسی آمورف به قطر 10-20 میکرون (یک ماده مغناطیسی جدید با خواص مغناطیسی و مکانیکی منحصر به فرد نرم) با یک سیم پیچ مینیاتوری بر روی آن است. اثر امپدانس مغناطیسی غول پیکر (اثر GMI) ، که شامل تغییر امپدانس مایکروویو در فرکانس بالا هنگام قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی خارجی می باشد.از آنجا که نوک میکروویو فرومغناطیسی یک میکرون است ، چنین سنسوری امکان اندازه گیری ویژگی های مغناطیسی با مکانی را فراهم می کند. رزولوشن ده ها میکرومتر با حساسیت به میدان مغناطیسی به اندازه چندین nanoTeslas (10-9 Т) “،” سرگئی گودوشنیکف ، محقق برجسته NUST MISIS گفت.

در میکروسکوپ مغناطیسی روبشی که در NUST MISIS تهیه شده است ، طراحی قسمت مکانیکی شبیه به چاپگر سه بعدی استاندارد است ، اما به جای یک اکسترودر از حسگر جدید مغناطیسی GMI استفاده می کند. هنگام اندازه گیری ، سنسور GMI در فواصل معین بر روی سطح جسم حرکت می کند و پارامترهای محلی مؤلفه عمودی میدان مغناطیسی را اندازه گیری می کند.

سپس با یک کامپیوتر ، میدان مغناطیسی شی مورد مطالعه با استفاده از این داده ها ایجاد می شود. گودوشنیکوف توضیح داد: هرچه اندازه سنسور مورد استفاده کوچکتر باشد و به سطح آن نزدیک تر باشد ، ویژگی های مغناطیسی بیشتری می توانند در تصویر مغناطیسی داشته باشند.

به گفته این محقق ، وضوح مکانی میکروسکوپ روبشی توسعه یافته به 200 میکرون ، و حساسیت میدان مغناطیسی 10 nanoTeslas بود. با استفاده از این میکروسکوپ ، دانشمندان موفق شده اند تا از میدان های مغناطیسی سازه های الکترودینامیکی ، بخش های میکروویو مغناطیسی و اشیاء حاوی نانوذرات مغناطیسی عکس بگیرند.

فروم فلوئید در نزدیکی قطب های یک آهنربای قدرتمند جمع می شود

این کارشناسان خاطرنشان كردند كه میكروسكوپ مغناطیسی به دلیل خصوصیات جدید آن مورد توجه کاربران بالقوه چه در روسیه و چه در خارج از كشور قرار خواهد گرفت: عدم تهاجمی (تأثیر كم بر روی جسم مورد مطالعه) ، وضوح عالی فضایی همراه با حساسیت مغناطیسی خوب ، سادگی طراحی. ، و امکان ساخت سیستم های اندازه گیری اسکن چند کاناله.

در آینده محققان قصد دارند وضوح مکانی میکروسکوپ مغناطیسی روبشی را تا 20 میکرومتر افزایش دهند ، این امر امکان انجام مطالعات دقیق در زمینه میدان مغناطیسی ضعیف ریزساختارهای مغناطیسی فیلم نازک ، مجموعه های نانوذرات مغناطیسی و اشیاء بیولوژیکی را فراهم می آورد.