التطبيقات

تعد مجاهر النقل الإلكترونية(TEM) والمجاهر الإلكترونية الماسحة (SEM) أدوات لا غنى عنها في البحث العلمي الحديث. بالمقارنة مع المجاهر الضوئية، توفر المجاهر الإلكترونية دقة أعلى، مما يسمح بمراقبة ودراسة البنية المجهرية للعينات على نطاق أصغر. يمكن أن توفر المجاهر الإلكترونية صورًا عالية الدقة وعالية التكبير من خلال الاستفادة من التفاعلات بين شعاع الإلكترون والعينة، مما يمكّن الباحثين من الحصول على معلومات مهمة قد يكون من الصعب الحصول عليها من خلال طرق أخرى. ما هو المجهر الأنسب لك؟ عند اختيار تقنية المجهر الإلكتروني المناسبة لاحتياجاتك، يجب مراعاة عوامل مختلفة لتحديد الأنسب. فيما يلي بعض الاعتبارات التي يمكن أن تساعدك على اتخاذ القرار: غرض التحليل: أولاً، من المهم تحديد غرض التحليل الخاص بك. تقنيات المجهر الإلكتروني المختلفة مناسبة لأنواع مختلفة من التحليل. أ. إذا كنت مهتمًا بـ السمات السطحية لالعينة، مثل اكتشاف الخشونة أو التلوث، Sتعليب Eإلكترون Mمجهر (SEM) قد يكون أكثر ملاءمة. ب. ومع ذلك، إذا كنت تريد فهم البنية البلورية لالعينة، واكتشاف العيوب الهيكلية أو الشوائب، فإن Tالإرسال Eالكترون Mالمجهر (TEM) قد يكون أكثر ملاءمة. متطلبات القرار: اعتمادًا على متطلبات التحليل الخاصة بك، قد تكون لديك احتياجات حل محددة. في هذا الصدد، يتمتع TEM بشكل عام بدقة أعلى قدرة مقارنة بـ SEM. إذا كنت بحاجة إلى إجراء تصوير عالي الدقة، خاصة لمراقبة الهياكل الدقيقة، فقد يكون TEM أكثر ملاءمة. Sالنموذج التحضير: أحد الاعتبارات المهمة هو مدى تعقيد تحضير العينة . أ. تتطلب عينات SEM الحد الأدنى من التحضير أو لا تتطلب أي تحضير على الإطلاق، كما يسمح SEM بمزيد من المرونة في حجم العينة ، حيث يمكن تركيبها مباشرة على عينة مرحلة التصوير. ب. في المقابل، العينة تعد عملية تحضير TEM أكثر تعقيدًا وتتطلب مهندسين ذوي خبرة لتشغيلها. يجب أن تكون عينات TEM رفيعة للغاية، وعادة ما تكون أقل من 150 نانومتر

ما هي المواد المضادة للمغناطيسية؟   الشكل 1: ترتيب العزم المغناطيسي في المغناطيسات المضادة   خصائص الحديد الشائعة هي المغناطيسية الحديدية، والكهرباء الحديدية، والمرونة الحديدية. تسمى المواد التي تحتوي على خواص حديدية أو أكثر في نفس الوقت بالمواد متعددة الحديد. عادةً ما تتمتع المواد الحديدية المتعددة بخصائص اقتران حديدية قوية، أي أن خاصية حديد واحدة للمادة يمكن أن تعدل خاصية حديد أخرى، مثل استخدام مجال كهربائي مطبق لتعديل الخواص الكهروضوئية للمادة وبالتالي التأثير على الخواص المغناطيسية الحديدية للمادة. ومن المتوقع أن تكون هذه المواد متعددة الحديد هي الجيل القادم من أجهزة الدوران الإلكترونية. من بينها، تمت دراسة المواد المضادة للمغناطيسية على نطاق واسع لأنها تظهر متانة جيدة للمجال المغناطيسي المطبق.   المغناطيسية المضادة هي خاصية مغناطيسية لمادة يتم فيها ترتيب اللحظات المغناطيسية بترتيب متدرج مضاد للتوازي ولا تظهر عزمًا مغناطيسيًا صافيًا مجهريًا. تسمى هذه الحالة المرتبة مغناطيسيًا بالمغناطيسية المضادة. داخل المادة المضادة للمغناطيسية الحديدية، تميل دوران إلكترونات التكافؤ المجاورة إلى أن تكون في اتجاهين متعاكسين ولا يتم إنشاء أي مجال مغناطيسي. المواد المضادة للمغناطيسية غير شائعة نسبيًا، ومعظمها لا يوجد إلا في درجات حرارة منخفضة، مثل أكسيد الحديدوز، وسبائك الحديد والمنغنيز، وسبائك النيكل، وسبائك الأرض النادرة، والبوريدات الأرضية النادرة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، هناك أيضًا مواد مضادة للمغناطيسية في درجة حرارة الغرفة، مثل BiFeO3، والذي يخضع حاليًا لأبحاث ساخنة.   آفاق تطبيق المواد المضادة للمغناطيسية تعود معرفة المغناطيسية الحديدية المضادة بشكل أساسي إلى تطور تقنية تشتت النيوترونات حتى نتمكن من "رؤية" ترتيب السبينات في المواد وبالتالي تأكيد وجود المغناطيسية الحديدية المضادة. ربما ألهمت جائزة نوبل في الفيزياء الباحثين للتركيز على المواد المضادة للمغناطيسية، وتم استكشاف قيمة المغناطيسية الحديدية المضادة تدريجيًا.   المواد المغناطيسية المضادة هي أقل عرضة للتأين وتداخل المجال المغناطيسي ولها ترددات ذاتية وترددات انتقالية للحالة أعلى بعدة مرات من المواد المغناطيسية المغناطيسية النموذجية. يمكن ملاحظة الترتيب المغناطيسي المضاد في أشباه الموصلات بسهولة أكبر من الترتيب المغناطيسي المغناطيسي. هذه المزايا تجعل المواد المضادة للمغناطيسية مادة جذابة للإلكترونيات السبينية.   يستخدم الجيل الجديد من ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسي الأساليب الكهربائية لكتابة وقراءة المعلومات إلى المغناطيسات الحديدية، مما قد يقلل من مناعة المغناطيسات الحديدية ولا يفضي إلى تخزين مستقر للبيانات، ويمكن أن تكون المجالات الضالة للمواد المغناطيسية الحديدية عقبة كبيرة أمام التكامل العالي ذكريات. في المقابل، فإن المغناطيسات المضادة لها مغنطة صافية صفر، ولا تولد مجالات ضائعة، وغير حساسة للمجالات الخارجية. لذلك، فإن الذاكرة المبنية على المغناطيس الحديدي المضاد تحل مشكلة الذاكرة المغناطيسية بشكل مثالي وتصبح مادة ذاكرة محتملة جذابة للغاية.     الشكل 2: ذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسية (صورة من الإنترنت)   مراقبة المجالات المغناطيسية المضادة لا يمكن فصل دراسة المجالات المغناطيسية المضادة عن تقنيات المراقبة. الوسائل الشائعة لمراقبة المجالات المغناطيسية هي الفحص المجهري للقوة المغناطيسية (MFM)، والذي يستخدم طرف إبرة مغناطيسية لتسجيل قوة المجال المغناطيسي...