JPH07110366A - 磁気顕微鏡 - Google Patents

磁気顕微鏡

Info

Publication number
JPH07110366A
JPH07110366A JP27909293A JP27909293A JPH07110366A JP H07110366 A JPH07110366 A JP H07110366A JP 27909293 A JP27909293 A JP 27909293A JP 27909293 A JP27909293 A JP 27909293A JP H07110366 A JPH07110366 A JP H07110366A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
squid
magnetic field
probe
microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP27909293A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Hisagai
裕一 久貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP27909293A priority Critical patent/JPH07110366A/ja
Publication of JPH07110366A publication Critical patent/JPH07110366A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】環境磁界の影響を遮断して磁気的に安定な領域
を画成する磁気遮蔽容器1と、磁気遮蔽容器1内に載置
した観察対象の近傍に配置されたSQUID2と、磁気
遮蔽容器1内でSQUID2を移動させる移動手段3と
を備える。更に、該磁気遮蔽容器内に載置した観察対象
の近傍に位置するプローブコイルと、SQUIDと同じ
磁界環境に配置されたインプットコイルとを備えたプロ
ーブを設けてもよく、この場合は移動手段はプローブを
移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気顕微鏡に関する。
より詳細には、本発明は、物体の形状または磁化状態を
磁気センサを介して微細なレベルで観察することができ
る新規な顕微鏡の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】光の波長よりも短い分解能で物体の形状
を観察するために種々の顕微鏡が開発され、また使用さ
れている。代表的なものでは、電子線を利用した電子顕
微鏡やトンネル電流を応用したトンネル顕微鏡等がよく
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電子線を使用する電子
顕微鏡やトンネル電流を利用する走査型トンネル顕微鏡
は、試料表面に導電性が必要なので利用範囲が限られ
る。また、導電性の無い試料に対しては前処理が必要に
なる。一方、原子間力顕微鏡や磁気力顕微鏡等では試料
表面に直接に応力を印加する必要があるので、弾力性あ
るいは変形性を有する試料は観察できない。
【0004】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、高い分解能を有し、且つ観察試料に対する制
限のない新規な磁気顕微鏡の構成を提供することをその
目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に従うと、
環境磁界の影響を遮断して磁気的に安定な領域を画成す
る磁気遮蔽容器と、該磁気遮蔽容器内に載置した観察対
象の近傍に配置されたSQUIDと、該磁気遮蔽容器内
で該SQUIDを移動させる移動手段とを備えることを
特徴とする磁気顕微鏡が提供される。
【0006】また、本発明の他の態様として、環境磁界
の影響を遮断して磁気的に安定な領域を画成する磁気遮
蔽容器と、該磁気遮蔽容器内に載置した観察対象の近傍
に先端が位置するプローブと、該プローブの先端に装着
されたプローブコイルと、該プローブコイルに接続され
たインプットコイルと、該インプットコイルと共通の磁
界環境に配置されたSQUIDとを備えることを特徴と
する磁気顕微鏡が提供される。
【0007】さらに、本発明の好ましい一実施態様に従
うと、上記本発明に係る磁気顕微鏡は、前記磁気遮蔽容
器内に所定の安定した磁界を発生する磁界発生手段を備
えている。
【0008】
【作用】本発明に係る磁気顕微鏡は、試料の存在により
生じる磁界の変化をSQUIDを用いて検出するように
構成されている点に特徴がある。
【0009】即ち、既に提案されている各種の非光学顕
微鏡では、観察に先立って試料を加工する必要があった
り、観察中に試料に応力を印加する必要がある等、観察
対象に対する条件が限定されていた。
【0010】これに対して、本発明に係る磁気顕微鏡
は、磁気遮蔽容器により安定化された磁界内に試料を載
置し、試料の磁化率または透磁率により生じた磁界の変
動をSQUIDにより検出して観察を行う。従って、磁
性体に対しても非磁性体に対しても観察を行うことがで
きる。また、磁気的に安定してさえいれば、容器内を減
圧したり、試料に応力を印加する必要がないので、試料
の物理的な性状に拠らず観察を行うことができる。
【0011】尚、上記のような磁気顕微鏡では、磁界強
度を検出するSQUIDにより観察対象を直接に走査す
ることもできるが、その場合、磁気顕微鏡の分解能はS
QUIDの物理的な寸法等により決定される。しかしな
がら、SQUIDは、それ自体が弱結合を含むループで
あるため、特に弱結合形成のために高度な技術が要求さ
れる。この点、現在の超電導材料に対する微細加工技術
レベルを考慮すると、実際に高い分解能を有する磁気顕
微鏡を実現することは難しい。
【0012】そこで、本発明の好ましい一態様に従う
と、いわゆる磁束トランスに似た回路を構成する1対の
コイルを備えたプローブを用いることにより、比較的容
易に分解能を向上させることができる。即ち、1対のコ
イルのうちの一方はプローブの先端に配置されており、
他方は別途配置されたSQUIDと共通の磁界環境内に
配設される。また、これら1対のコイルは、互いに共通
の電流路により結合されている。
【0013】以上のような構成によれば、観察対象近傍
の磁界内でプローブの先端を走査させることによりプロ
ーブコイルに電流が生じ、この電流がSQUID近傍の
インプットコイルに流れるので、SQUID内には、プ
ローブ先端の磁界強度と比例した強度の磁界が発生す
る。ここで、プローブコイルはSQUIDそのものより
も設計の自由度が高いので小型化が可能であり、SQU
IDで直接に観察対象を走査する場合よりも遙かに高い
分解能を実現することができる。
【0014】一方、プローブコイルおよびインプットコ
イルの1対のコイルを備えたプローブの構成は、電流路
を介して検出した磁束をSQUIDに伝達するという点
ではいわゆる磁束トランスと共通している。しかしなが
ら、いわゆる磁束トランスが検出すべき磁束を増幅する
ことを目的としているのに対して、本発明に係る磁気顕
微鏡におけるプローブコイルは、検出した磁束を伝播さ
せればよいので必ずしも増幅させる必要はない。
【0015】尚、上記磁気顕微鏡において、SQUID
およびプローブを構成する超電導電流路としては、従来
からの金属超電導材料のほか、酸化物超電導材料によっ
て構成することもできる。
【0016】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【0017】
【実施例】図1は、本発明に係る磁気顕微鏡の基本的な
構成を模式的に構成を示す図である。
【0018】同図に示すように、磁気顕微鏡は、環境磁
界による擾乱を遮断するための磁気遮蔽容器1と、磁気
遮蔽容器1内に所定の安定な磁界を発生させるための磁
界発生手段8と、磁界発生手段8が発生した磁界内に配
置されたSQUID2と、SQUID2を磁気遮蔽容器
1内で精密に移動させることができる駆動装置3と、S
QUID2から出力される信号に基づいて駆動装置3を
制御する制御装置4とを備えている。ここで、駆動装置
3は、SQUID2を垂直方向にも移動させる垂直駆動
手段3aと、垂直駆動手段3a自体を移動させることに
よりSQUID2を水平方向に移動させることができる
X−Yステージ3bとを組み合わせて構成されており、
SQUID2を任意の方向に移動させることができるよ
うに構成されている。尚、実際の磁気顕微鏡は、図中に
示すように、SQUID2を包囲し且つ底部が閉塞され
た断熱容器9を備えており、この断熱容器9に収容され
た冷却媒体の中にSQUID2が浸漬された状態で使用
される。
【0019】以上のように構成された磁気顕微鏡は、以
下のように動作する。まず、磁気遮蔽容器1内に載置し
た観察対象Sに対してSQUID2を接近させ、続いて
駆動装置3によりSQUID2を水平方向に走査させ
る。このとき、観察対象の近傍の磁界は、観察対象自体
の透磁率または磁化率に応じて特異的になっており、S
QUID2を移動させることにより検出される磁界は観
察対象の形状または磁化状態に応じて変化する。
【0020】ここで、観察対象の形状を抽出する方法は
大別して2種類ある。その1つは前述したSQUID2
により検出している磁界強度が変化しないようにSQU
ID2の高さを調節しつつ走査させ、SQUID2の移
動の軌跡から観察対象の形状を抽出する方法である。も
う1つの方法は、SQUID2を水平に移動させたとき
に検出される磁界強度の変化から観察対象の形状を算出
する方法である。尚、図1に示した磁気顕微鏡において
磁界発生手段8を動作させない、あるいは、磁界発生手
段8を取り除いた仕様でも、観察対象の磁化状態を観察
または測定する装置として使用することができる。
【0021】図2は、本発明に係る磁気顕微鏡の他の構
成例を示す図である。
【0022】図2に示すように、この磁気顕微鏡は、磁
気遮蔽容器1と、磁気遮蔽容器1内に配置された磁界発
生手段8、プローブ5、駆動装置3、インプットコイル
6およびSQUID2と、磁気遮蔽容器1の外部に配置
された制御装置4とを備えている。
【0023】ここで、プローブ5は、図1に示したもの
と同様な駆動装置3に支持されており、磁気遮蔽容器1
内で、水平な2方向と垂直方向とにそれぞれ任意に移動
できるように構成されている。このとき、プローブ5の
少なくとも先端は、磁界発生手段8により発生した磁界
内に位置するように構成されている。また、駆動装置3
は、制御装置4の制御の下に動作するように構成されて
いる。尚、実際には、更に、図2中に示すように、プロ
ープ5、インプットコイル6およびSQUID2を包囲
し且つ下部が閉塞された断熱容器9が設けられており、
この断熱容器9内に収容された冷却媒体に浸漬されたプ
ロープ5、インプットコイル6およびSQUID2が超
電導臨界温度以下に冷却された状態で使用できるように
構成されている。
【0024】図3は、図2に示した磁気顕微鏡で使用し
ているプローブの構成を拡大して示す図である。
【0025】同図に示すようにプローブ5の先端にはプ
ローブコイル7が装着されており、このプローブコイル
7はインプットコイル6と接続されている。また、イン
プットコイル6と同じ磁界環境にSQUID2が搭載さ
れている。尚、SQUID2の出力信号は、駆動装置3
を制御するための制御装置4にも入力されるように構成
されている。
【0026】尚、図中に示されたプローブコイルおよび
インプットコイルの巻き数は、実際には必要に応じて適
宜設定される。
【0027】以上のように構成された磁気顕微鏡は、以
下のように動作する。
【0028】まず、磁気遮蔽容器1の底部に検査対象を
載置した後、プローブ5の先端、即ちプローブコイル7
を検査対象に充分接近させる。続いて、プローブ5の先
端が水平に移動するように駆動装置3を動作させる。こ
のとき、試料の形状または磁化状態により検出する磁界
が変化する。この変化を検出することにより試料の形状
または磁化状態を検出することができる。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る磁気顕微鏡は、試料の存在により生じた磁界の変動を
SQUIDにより検出するという新規な原理に基づく顕
微鏡であり、精密な観察が可能である一方で観察試料に
対する自由度が大きい。即ち、従来の非光学顕微鏡にお
いては、観察環境を減圧する必要があったり、観察試料
が導体に限られたりあるいは導体化処理が必要である
等、試料に対して種々の制限があったが、本発明に係る
磁気顕微鏡にはこの種の制限はない。
【0030】また、プローブコイルを備えたプローブで
観察対象を走査するように構成することにより、充分に
高い分解能を得ることができる。また、プローブコイル
を備えた構成では、プローブとSQUIDとを別に配置
することができるので、装置の構成の自由度が高くな
る、用途に応じて使用するSQUIDを交換できる等の
利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気顕微鏡の基本的な構成を模式的に示す図で
ある。
【図2】本発明に係る磁気顕微鏡の他の構成例を示す図
である。
【図3】図2に示した磁気顕微鏡で使用することができ
るプローブの構成を拡大して示す図である。
【符号の説明】
1・・・磁気遮蔽容器、 2・・・SQUID、3・・
・駆動手段、 4・・・制御装置、5・・・プロー
ブ、 6・・・インプットコイル、7・・・プロー
ブコイル 8・・・磁界発生手段、9・・・断熱容器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01R 33/12 8203−2G

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】環境磁界の影響を遮断して磁気的に安定な
    領域を画成する磁気遮蔽容器と、該磁気遮蔽容器内に載
    置した観察対象の近傍に配置されたSQUIDと、該磁
    気遮蔽容器内で該SQUIDを移動させる移動手段とを
    備えることを特徴とする磁気顕微鏡。
  2. 【請求項2】環境磁界の影響を遮断して磁気的に安定な
    領域を画成する磁気遮蔽容器と、該磁気遮蔽容器内に載
    置した観察対象の近傍に先端が位置するプローブと、該
    プローブの先端に装着されたプローブコイルと、該プロ
    ーブコイルに接続されたインプットコイルと、該インプ
    ットコイルと共通の磁界環境に配置されたSQUID
    と、該磁気遮蔽容器内で少なくとも該プローブコイルを
    移動させる移動手段とを備えることを特徴とする磁気顕
    微鏡。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載された磁気
    顕微鏡において、前記磁気遮蔽容器内に、所定の安定し
    た磁界を発生する磁界発生手段を備えることを特徴とす
    る磁気顕微鏡。
JP27909293A 1993-10-12 1993-10-12 磁気顕微鏡 Withdrawn JPH07110366A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27909293A JPH07110366A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 磁気顕微鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27909293A JPH07110366A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 磁気顕微鏡

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07110366A true JPH07110366A (ja) 1995-04-25

Family

ID=17606309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27909293A Withdrawn JPH07110366A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 磁気顕微鏡

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07110366A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088588A (ko) * 2001-05-18 2002-11-29 엘지전자 주식회사 초전도 양자간섭소자 주사현미경
WO2003048797A1 (de) * 2001-11-27 2003-06-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Squid-mikroskop für raumtemperaturproben
JP2015133397A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 国立研究開発法人物質・材料研究機構 マグネトインピーダンスを用いた磁気センサー素子

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088588A (ko) * 2001-05-18 2002-11-29 엘지전자 주식회사 초전도 양자간섭소자 주사현미경
WO2003048797A1 (de) * 2001-11-27 2003-06-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Squid-mikroskop für raumtemperaturproben
JP2015133397A (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 国立研究開発法人物質・材料研究機構 マグネトインピーダンスを用いた磁気センサー素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4343993A (en) Scanning tunneling microscope
US5537037A (en) Apparatus with cancel coil assembly for cancelling a field parallel to an axial direction to the plural coils and to a squid pick up coil
KR19990082262A (ko) 실온의 물체의 물리적 성질들에 대한 현미경적 영상화 장치
CN111766550A (zh) 三维磁场探针台测试***及测试方法
US6817231B2 (en) Scanning probe microscope for ultra sensitive electro-magnetic field detection and probe thereof
KR950012094A (ko) 미소부 물성정보 측정장치
WO2015184761A1 (zh) 一种超高分辨率的磁共振成像方法及装置
JPH06324021A (ja) 非破壊検査装置
US4977779A (en) Ultrasonic microscope having a focusing mechanism
CN111766551A (zh) 一种磁场探针台测试***及测试方法
JP2004301548A (ja) 電気特性評価装置
JP2006093102A (ja) プローブのアプローチ方法および荷電粒子ビーム装置
JPH07110366A (ja) 磁気顕微鏡
JPH09218213A (ja) 極微小磁区観察方法と極微小磁区観察装置
US4644282A (en) Apparatus for the formation of images of an examination subject with nuclear magnetic resonance
GB1597015A (en) Magnetic lens system
JP3647818B2 (ja) 近接場光励起スクイド顕微鏡装置
RU2169954C1 (ru) Способ и устройство контроля и исследования поверхности внутри ядерных и термоядерных установок
Tapper et al. A computer-controlled magnetic post-lens scanning system for the Lund proton microprobe
US5121634A (en) Ultrasonic microscope
US4966038A (en) Ultrasonic microscope
JP3106239B2 (ja) プローブ走査装置
JPH05209713A (ja) 走査型トンネル顕微鏡付き走査型電子顕微鏡
JP3325372B2 (ja) プローブ顕微鏡装置の探針接近方法
JPH0765770A (ja) 冷却通電機能を有する電子顕微鏡装置及びこの装置による超電導電流分布測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001226