JPH06249933A - 磁気力顕微鏡用カンチレバー - Google Patents

磁気力顕微鏡用カンチレバー

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JPH06249933A
JPH06249933A JP5040318A JP4031893A JPH06249933A JP H06249933 A JPH06249933 A JP H06249933A JP 5040318 A JP5040318 A JP 5040318A JP 4031893 A JP4031893 A JP 4031893A JP H06249933 A JPH06249933 A JP H06249933A
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probe
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magnetization
iron
cantilever
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Eisuke Tomita
英介 冨田
Naoto Moriya
尚登 守屋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来技術では測定困難であった垂直磁気記録
媒体の記録状態を明確に測定することが可能である。 【構成】 探針と板バネからなる磁気力顕微鏡用カンチ
レバ−として、ステンレス鋼箔1を加工して形成された
板バネ2の先端部に探針3を取り付け、探針を硬磁性薄
膜でコ−ティングしたものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気力顕微鏡に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気力顕微鏡において、磁気力を
検出するためのカンチレバーの探針先端膜としては鉄/
ニッケル合金等の軟磁性薄膜または白金/コバルト/ク
ロム合金薄膜などが使用されていた。例えば、Appl.Phy
s.Lett.57,1820(1990)にこのような例が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のカンチレバーでは以下の課題があった。鉄/ニッケ
ル合金等の軟磁性薄膜では、保磁力Hcが小さいため、
探針先端の磁化方向が試料表面の磁力線の方向と一致す
るように変動する。試料表面を走査した場合、表面磁力
線の向きによらず常に引力のみを検出するため、磁力線
の方向を判別することが不可能であった。すなはち、こ
のような探針では磁気強度のみを検出し画像化するた
め、例えば、磁力線の強度が一様で磁力方向の反転を記
録情報とする光磁気ディスク等の垂直磁気記録媒体の記
録状態を測定することが不可能であった。また、白金/
コバルト/クロム合金薄膜では、探針先端の磁化方向が
試料面と平行になるため、試料表面を走査した場合、試
料表面に垂直方向の磁力線の強度を検出することが困難
である。このため、垂直磁気記録媒体の記録状態を測定
することが困難であった。以下に、探針の動作を図で説
明する。
【0004】図4は、従来技術である鉄/ニッケル合金
探針での動作状態を表した模式図である。鉄/ニッケル
合金は軟磁性材であり保磁力Hcが小さいため、探針の
磁化方向は、試料の磁化方向と一致するように変動す
る。このため、試料の磁化方向によらず、探針に常に一
定の引力が働き、図4のような探針の動作となる。した
がって、磁気分布の測定は不可能となっていた。
【0005】また、図5は、従来技術であるマイクロカ
ンチレバー上に白金/コバルト/クロム合金薄膜を形成
した探針の動作状態を表した模式図である。探針の磁化
方向が試料面と平行になっているため、試料の磁化方向
と直交するため、磁気力を検出することが不可能であ
る。このため、探針は図5のように、試料の磁化分布を
検出できない結果となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明では、先端に硬磁性薄膜が形成された探針
と板バネからなるカンチレバーを磁気力顕微鏡用カンチ
レバーとした。
【0007】
【作用】上記のように、探針先端に硬磁性薄膜を形成す
ることにより、探針先端の磁化方向が試料表面の磁力線
の方向によらず一定で、かつ試料表面に垂直となる。こ
のため、探針に作用する磁気力としては、試料表面の磁
力線の方向が探針磁化方向と一致する場合に引力、試料
表面の磁力線の方向が探針磁化と逆方向である場合に斥
力が働く。したがって、例えば、垂直磁気記録媒体の未
記録状態を斥力、記録状態を引力として検出するため、
従来の技術では困難であった光磁気ディスク等の垂直磁
気記録媒体の記録状態を測定することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。 (実施例1)図1は、本発明の磁気力顕微鏡用カンチレ
バーの斜視図である。ステンレス鋼箔1を図1のような
板バネの形状に加工し、板バネ2の先端に探針3を接着
した。
【0009】図2は、本発明の磁気力顕微鏡用カンチレ
バーの探針先端の断面を拡大した模式図である。鉄線を
電解研磨し針状に加工した鉄探針4の表面に、鉄コバル
ト合金薄膜5を電解メッキ法で形成した。図3は、本発
明の鉄/コバルト合金探針を用いて磁気力顕微鏡の測定
を行う場合の動作状態を表した模式図である。測定試料
は垂直磁気記録媒体である。図3では、試料および探針
の磁化方向を矢印→で表示し、試料については磁性層断
面の磁化分布を表示している。
【0010】鉄/コバルト合金は硬磁性材であり、保磁
力Hcが大きいため、探針を試料表面に接近し、試料面
に対し平行に走査すると、探針の磁化方向は常に一定に
保持され、探針に対して、試料磁化分布にしたがって引
力と斥力が働くことになる。探針と試料間には、数Vの
直流電圧を印加され常に磁気力以上の静電引力が働く。
このため探針に働く力は、静電引力と磁気力の和であ
る。磁気力が引力の場合、全引力は増大し、磁気力が斥
力の場合は静電引力を一部打ち消して全引力は減少す
る。
【0011】図3では、試料と探針の磁化方向が同方向
である場合に磁気引力、逆方向である場合磁気斥力が働
くため、探針に働く力は、同じ磁化方向で増大し、逆方
向で減少する。静電力および磁気力は探針と試料間の距
離に依存し、探針が試料に接近すると増大する。
【0012】探針を圧電素子で上下方向に微動させ力一
定に制御する。この状態で試料面と平行に走査すると、
図3のように、磁化が同方向で探針が上方位置に制御さ
れ、磁化が逆方向で下方位置に制御される。このように
して、探針を試料面の微小領域上で走査し、探針の上下
動を画像化すると試料の磁化分布が測定できることにな
る。
【0013】図6は本発明のカンチレバーを用いて測定
した磁気力顕微鏡による垂直磁気記録媒体の測定例であ
る。楕円形のマーク(記録信号)が明確に測定できた。
このように、本発明により、垂直磁気記録媒体の記録状
態を明確に測定できるようになった。
【0014】(実施例2)板バネおよび探針としてシリ
コンを微細加工したマイクロカンチレバーを用い、探針
先端にスパッタリング法にて鉄/コバルト合金薄膜を形
成した。探針先端は針状に加工しているため、探針の磁
化方向は探針の軸方向と一致している。このカンチレバ
ーを用い、実施例1の垂直磁気記録媒体を磁気力顕微鏡
で測定した。図6と同様、記録状態を明確に測定するこ
とができた。
【0015】(実施例3)板バネとしてステンレス鋼箔
を用い、探針としてタングステンの電解研磨針を用い
た。探針先端に電解メッキ法で鉄/コバルト合金薄膜を
形成した。このカンチレバーを用い、実施例1の垂直磁
気記録媒体を磁気力顕微鏡で測定した。図6と同様、記
録状態を明確に測定することができた。
【0016】(実施例4)板バネとしてステンレス鋼箔
を用い、探針としてタングステンの電解研磨針を用い
た。探針先端に電解メッキ法でコバルト/ニッケル合金
薄膜を形成した。このカンチレバーを用い、実施例1の
垂直磁気記録媒体を磁気力顕微鏡で測定した。図6と同
様、記録状態を明確に測定することができた。
【0017】(実施例5)板バネおよび探針としてシリ
コンを微細加工したマイクロカンチレバーを用い、探針
先端にスパッタリング法にてコバルト/ニッケル合金薄
膜を形成した。探針先端は針状に加工しているため、探
針の磁化方向は探針の軸方向と一致している。このカン
チレバーを用い、実施例1の垂直磁気記録媒体を磁気力
顕微鏡で測定した。図6と同様、記録状態を明確に測定
することができた。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、先端に硬磁性薄膜
が形成された探針と板バネからなるカンチレバーを磁気
力顕微鏡用カンチレバーとすることで、従来技術では測
定困難であった垂直磁気記録媒体の記録状態を明確に測
定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気力顕微鏡用カンチレバーの斜視図
【図2】本発明のカンチレバーの探針断面図
【図3】本発明の鉄コバルト合金探針の動作模式図
【図4】従来の鉄ニッケル合金探針の動作模式図
【図5】従来の白金コバルトクロム合金探針の動作模式
【図6】垂直磁気記録媒体の磁気力顕微鏡像 1 ステンレス鋼箔 2 板バネ 3 探針 4 鉄探針 5 鉄コバルト合金薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01J 37/28 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に硬磁性薄膜が形成された探針と板
    バネとからなる磁気力顕微鏡用カンチレバー
JP5040318A 1993-03-01 1993-03-01 磁気力顕微鏡用カンチレバー Pending JPH06249933A (ja)

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US08/200,820 US6081113A (en) 1993-03-01 1994-02-23 Cantilever magnetic force sensor for magnetic force microscopy having a magnetic probe coated with a hard-magnetic material
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