通过对磁畴结构的了解可深入理解磁性材料的本质,因此可以更好地实现对磁性材料的优化和实际应用。观测磁畴结构可直接对磁畴进行分析,目前己有多种对磁畴结构进行观测的方法,比如贝特粉末图纹法、磁光效应法、X 射线衍射法、磁力显微镜法、电子显微镜法、中子层析成像法等。
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磁畴的观测方法
贝特粉末图纹法
贝特粉末图纹法是先应用的磁畴观测方法, 同时它也是一种磁畴观测方法。它将足够细的铁磁粉末的悬浮胶液涂在磁性材料表面,铁磁粉末在由磁畴结构产生的局部散磁场的作用下分布成一定图案, 该些图案会反映材料表面的磁畴结构,且送样的图案可通过普通的光学显微镜直接进行观察,同时也可对材料施加磁场观察磁场作用下的磁畴结构变化。贝特粉末图纹法的分辨率受铁磁粉末颗粒度等因素的限制,因此有分辨率较低的缺点,但由于这种方法设备简单且适用范围大,因此是一种被长期应用的磁畴观测方法。
电子显微镜法
电子显微镜法主要是通过分析电子束在磁性材料表面反射或透过磁性材料时受磁性材料中磁畴产生的局部散磁场的影响而产生的反射或散射电子束的图像来探测磁性材料的磁畴结构。电子显微境法根据具体的工作原理的不同还分为多种,目前常用于磁畴观测的主要有电子镜式显微镜、洛仑兹显微镜和扫描式电子显微镜等。电子显微镜法具有很高的分辨率因此可对畴壁等磁畴的精细结构进行研巧,可探测得到较多的磁畴信息,但它对强磁场下的磁畴动态变化的分辨率较低,且设备的成本较高操作千分复杂,因此不能被广泛运用到磁畴结构的研巧中。
磁力显微镜法
磁力显微镜观测磁畴主要通过磁性探针与磁畴产生的局部散磁场之间相互作用产生的磁力梯度分布对磁性材料的磁畴进行探测。磁力显微镜观测磁畴的分辨率可达到10 nm,是目前能实现的高的磁学分辨率。但磁力显微镜主要靠磁力探针与样品磁畴的相互作用工作,而探针的磁性可能会受磁性较强的磁性材料磁性的影响或者影响磁性极弱的磁性材料的磁性,且只能进行小区域的磁畴观测,不能对外场作用下的磁畴的动态变化进行观测,因此磁力显微镜的适用范围较为有限。
X -射线巧射法
X - 射线衍射法观测磁畴是根据相邻磁畴磁致伸缩应变不同, 通过测量晶格间距变化所造成的布拉格反射角的变化来确定磁畴结构。X-射线衍射法的优点是分辨率较离且能在观测磁畴的同时对晶体的缺陷进行观测, 从而能够对晶体曲线与磁畴结构之间的关系进行研巧。但这种方法也有成本较高,不能检测外场作用下的磁畴动态变化的缺点。
磁光克尔效应法
磁光克尔效应根据光与磁性材料相互作用产生的磁光克尔响应信号观测磁畴。当光从磁性材料表面反射时,在磁畴表面产生的局部杂散磁场的作用下,反射光的偏振态会发生一定的变化, 且反射光偏振态的变化与局部杂散磁场的大小和方向有关,反射光经过检偏器后偏振态的变化就会以光强分布的形式呈现出来,再由成像系统接收后即可得到磁性材料表面的磁畴结构分布。磁光克尔成像法观测磁畴不仅可实现较高的空间分辨率,而且可实现较高的时间分辨率,因此可对外场作用下的磁性材料中的磁畴结构的动态变化进行实时观测。
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