[发明专利]一种纳米磁性材料的测量装置及其方法

权利要求书

1.一种纳米磁性材料的测量装置，其特征在于：包括被测磁性样品、第一电磁线圈、调制磁场控制器、磁性探针、检测磁场励磁装置和磁力显微镜控制部分，所述磁性探针位于被测磁性样品的正上方，所述第一电磁线圈在检测磁场励磁装置的驱动下产生交变磁场，使磁性探针受到相应频率的磁激发并在该频率下进行振动；所述第一电磁线圈还在调制磁场控制器的驱动下产生强度可控的调制磁场，对被测磁性样品进行磁调制，然后通过磁力显微镜控制部分搭载的磁性探针对被测磁性样品进行磁力成像；

所述调制磁场控制器包括交变磁场调制部分、混合磁场调制部分及恒定磁场调制部分这三个可选的档位；

还包括加法器、磁力信号检测器、磁力显微镜检测部分和显示器，所述检测磁场励磁装置的输出端和磁力显微镜控制部分的输出端均与加法器的输入端连接，所述加法器的输出端分别与磁力信号检测器的输入端和第一电磁线圈连接，所述磁力显微镜控制部分的输出端通过磁力信号检测器进而与磁力显微镜检测部分的输入端连接，所述磁力显微镜检测部分的输出端与显示器的输入端连接；

还包括第二电磁线圈、磁力信号检测器、磁力显微镜检测部分和显示器，所述第二电磁线圈在第一电磁线圈与被测磁性样品不处于垂直关系时为磁性探针提供垂直方向的磁场，所述第一电磁线圈与调制磁场控制器连接，所述检测磁场励磁装置分别与第二电磁线圈以及磁力信号检测器的输入端连接，所述磁力显微镜控制部分的输出端通过磁力信号检测器进而与磁力显微镜检测部分的输入端连接，所述磁力显微镜检测部分的输出端与显示器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种纳米磁性材料的测量装置，其特征在于：所述调制磁场为水平方向的磁场或垂直方向的磁场，所述第一电磁线圈与被测磁性样品处于垂直关系。

3.根据权利要求1所述的一种纳米磁性材料的测量装置，其特征在于：还包括显微镜支架、探测器、扫描器、控制器、激振器、加法器、磁力信号检测器、显示器、形貌成像激发信号发生器及形貌成像信号检测器，所述扫描器、探测器、磁性探针和激振器均设置在显微镜支架上，所述第一电磁线圈置于扫描器的正上方，所述被测样品置于第一电磁线圈的正上方；所述控制器的输出端与扫描器的输入端连接，所述检测磁场励磁装置的输出端和磁力显微镜控制部分的输出端均与加法器的输入端连接，所述加法器的输出端分别与磁力信号检测器的输入端和第一电磁线圈连接，所述形貌成像激发信号发生器的输出端分别与形貌成像信号检测器的输入端以及激振器的输入端连接，所述激振器与磁性探针连接，所述探测器的输出端分别与形貌成像信号检测器的输入端以及磁力信号检测器的输入端连接，所述形貌成像信号检测器的输出端以及磁力信号检测器的输出端均与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端还与显示器的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种纳米磁性材料的测量装置，其特征在于：还包括显微镜支架、探测器、扫描器、控制器、激振器、显示器、形貌成像激发信号发生器及形貌成像信号检测器，所述扫描器、探测器、磁性探针和激振器均设置在显微镜支架上，所述第一电磁线圈置于扫描器的正上方，所述被测样品置于第一电磁线圈的正上方；所述控制器的输出端与扫描器的输入端连接，所述磁力显微镜控制部分的输出端与第一电磁线圈连接，所述形貌成像激发信号发生器的输出端分别与形貌成像信号检测器的输入端以及激振器的输入端连接，所述激振器与磁性探针连接，所述探测器的输出端与形貌成像信号检测器的输入端连接，所述形貌成像信号检测器的输出端与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端还与显示器的输入端连接。

5.一种纳米磁性材料的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、进行初始化，设置调制磁场控制器的调制频率以及检测磁场励磁装置的检测频率，所述调制频率与检测频率不相同；

S2、调制磁场控制器根据设置的调制频率使第一电磁线圈产生用于对被测磁性样品进行磁调制的调制磁场，所述调制磁场的强度可控，而检测磁场励磁装置则根据设置的检测频率令第一电磁线圈产生交变磁场，使磁性探针受到相应频率的磁激发并在该频率下进行振动；

S3、磁力显微镜的磁性探针对磁调制的被测磁性样品进行扫描，并配合形貌成像激发信号发生器及形貌成像信号检测器实时获取磁畴分布图和形貌图；

所述步骤S3，其具体为：

磁力显微镜的磁性探针配合磁力信号检测器、形貌成像激发信号发生器及形貌成像信号检测器对磁调制的被测磁性样品进行一次扫描，同时获得磁畴分布图和形貌图，此时，磁力信号检测器的频率不为0且与检测频率相同；

或者，磁力显微镜的磁性探针配合形貌成像激发信号发生器及形貌成像信号检测器对磁调制的被测磁性样品进行两次扫描，获得磁畴分布图和形貌图，此时，磁力信号检测器的频率与检测频率均为0；

所述检测频率为磁性探针的本振频率，所述调制频率远离磁性探针的本振频率。