磁性係統成像隻能通過對強磁化物體(ti) 的磁力的觸覺來檢測。磁和光的相互作用隻有在非常特殊的情況下才能用肉眼觀察到，而且是在法拉第發現磁對光偏振的影響之後。盡管如此，一套非常令人印象深刻的工具已經被開發出來，可以將磁性現象和結構呈現為(wei) 圖像，從(cong) 而使它們(men) “肉眼可見”。其中一些技術是基於(yu) 掃描隧道顯微鏡等現代儀(yi) 器，而另一些技術則追溯到法拉第，甚至是直接探測磁力。
成像與(yu) mapping在微納米磁學中的国产成人在线观看免费网站
成像在微納米磁學中的作用
固體(ti) 中的磁性是通過鄰近原子的電子之間的量子力學交換在局部尺度上產(chan) 生的。在鐵磁體(ti) 中，交換有利於(yu) 平行電子自旋，空間磁性結構可以從(cong) 非常簡單到非常複雜。除了特殊的樣品形狀外，均勻磁化在與(yu) 偶極子之間的遠程相互作用相關(guan) 的能量方麵具有靜磁成本。如果偶極子不完全平行，則能量可以較小化，從(cong) 而形成磁疇。各向異性效應有利於(yu) 磁化取向沿著某些晶體(ti) 學方向進一步複雜化的情況。這種競爭(zheng) 的本質可以用所謂的“交換長度”來概括，交換長度決(jue) 定了磁化方向發生重要變化的較小尺度，通常在納米範圍內(nei) 。在非平衡狀態下，過剩能量的存在會(hui) 導致額外的複雜性，包括成核和區域的生長，自旋波激發在非常短波長的傳(chuan) 播，以及類似鼓麵振動的靜磁模式的產(chan) 生。這種物理學中成功的模型是經典的(把小體(ti) 積的材料當作大磁矩)和現象學的:它是手工構建的，遵循合理的指導原則，比如保留大磁矩的大小，隻允許它們(men) 的方向改變。直到現在，才有工具可以完全測試這種描述，以對抗即使在微觀標本中也可能發生的複雜行為(wei) ，並指出改進的方向。對這些問題進行完全的量子力學處理仍然是棘手的，但現在可以進行足夠詳細和可控的實驗，有些人可能會(hui) 把它們(men) 視為(wei) “模擬計算”。從(cong) 国产成人在线观看免费网站的角度來看，為(wei) 了實現Tbit/in2麵密度和Gbit/s數據速率及以上的磁記錄目標，以及大規模集成磁邏輯、磁隨機存取存儲(chu) 器和自旋電子學，需要国产成人在线观看免费网站於(yu) 材料分析和器件表征的高性能顯微鏡。
測繪樣品磁化強度
在物理學中，人們(men) 通常更願意知道樣品內(nei) 部的實際磁化結構，而不是樣品周圍雜散場的分布，盡管在某些情況下(如傳(chuan) 統的磁記錄国产成人在线观看免费网站)，知道磁場是非常重要的。實驗沒有提供足夠的信息來計算其中的一個(ge) 。根據對該領域的了解，即使在一個(ge) 合理的體(ti) 積上精確地繪製，反演來推斷磁化剖麵也是不止一種情況的。
許多高分辨率磁成像技術測量的量與(yu) 局部樣品磁化成正比.這些包括電子、光子或中子束與(yu) 樣品的相互作用，或原子與(yu) 尖筆狀探針的相互作用。電磁輻射與(yu) 磁化體(ti) 的微妙相互作用已經在磁光成像中得到了很好的利用，這成為(wei) 20世紀觀察磁性微觀結構的主要方法。
在磁光學中，光的偏振麵在反射(克爾效應)或透射(法拉第效應)時的小旋轉被用來映射磁化。磁光記錄是基於(yu) 相同的效果。這種方法允許在測量過程中施加外部磁場而不影響探針，如果要研究磁化動力學，這是一個(ge) 明顯的優(you) 勢。磁光技術的空間分辨率受衍射限製，但研究人員經常低估光學顯微鏡的能力:分辨率幾乎可以比波長小一個(ge) 數量級。在比較不同的顯微技術時，應該記住，有用的空間分辨率是由信噪比以及光斑大小或相互作用長度決(jue) 定的。定量的、“與(yu) 平台無關(guan) ”的表征手段可以從(cong) 作為(wei) 空間頻率函數的信噪譜中獲得(例如，在具有相對平坦分布的特征作為(wei) 空間頻率函數的測試樣品上測量)。然後，分辨率可以簡單地定義(yi) 為(wei) 信噪比跨越單位的頻率(因此反比為(wei) 波長或空間尺度)。然而，如果希望將光學的橫向分辨率擴展到納米尺度，那麽(me) 在某種程度上，交叉到近場掃描技術是必不可少的。事實證明，這對磁成像來說是相當具有挑戰性的。
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