認識「主動式消磁器」與「被動式消磁機」

黃之奕 (chihi.Huang) 著

在現今高科技研究的快速發展下,很多高性能的電子束機台(例如: SEM掃描式電子顯微鏡、TEM穿透式電子顯微鏡…等)被廣泛應用在生產、研發、故障除錯等階段,而在使用電子顯微鏡的過程中,無可避免地會受到地球磁場,以及各式電力、機械設備運行時所產生的磁場所干擾,這種情況稱為電磁干擾(Electromagnetic Interference,簡稱EMI)。而高性能電子束的設備對磁場變化非常敏感,當環境磁場發生變化時,會造成電子顯微鏡中的電子束偏轉,進而導致機台的分辨率和測量精準度下降。

 

何謂主動式消磁器?

當發生因外在環境因素(即電磁磁場產生),導致電子顯微鏡發生精準度下降,或電子成像呈現鋸齒狀的情況發生時,我們就可以使用環境改善的設備「消磁器」來做處理。

來自英國大廠的Spicer Consulting主動式消磁器,是透過於問題環境中啟動消磁器後,每當環境干擾磁場出現時,消磁器本身即主動產生具系統性的線圈磁場,並對環境磁場干擾進行自動負回饋磁場校正,以抵消存在於問題環境中的外在EMI電磁干擾,強化機台運行的穩定性,同時減少環境磁場干擾,因此該設備又被稱為「主動式消磁器」。

Spicer Consulting主動式消磁器是即時且動態的,可以對外部磁場變化持續做出自動性的回應,且回應時間小於100微秒,以確保機台運作時的穩定性及清晰的電子成像。


(圖一) 消除電磁干擾之實驗室架構



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(圖二) Spicer Consulting 主動式消磁器



(圖三) 主動式消磁器:提升機台運作時的穩定性,達到清晰的電子成像


 

何謂被動式消磁機?

當樣品本身帶有磁性的時候,我們可以使用一些方式將樣品退磁(又可稱為消磁、磁清洗)。一般可以使用強烈的撞擊、高溫、磁鐵干擾、電流磁效應等方式,使分子間的排列不安定,就可以達到去磁的作用。其中如果不希望樣品受到損傷,便可以選擇消磁機(又稱磁退機、退磁機)。

不同於前述的主動式消磁器,消磁機是以 人工的方式,被動地透過不同的電流,來產生反向的磁場,將樣品本身帶有的磁場給消除;或是使用強力的磁場做消除的動作,樣品不會損傷,因此又可稱為「被動式消磁機」。

                           

(圖四) 具磁性樣品退磁前後分子比較




(圖五) Agar 被動式消磁機


 

為了使您更快了解「主動式消磁器」與「被動式消磁機」的不同,我們在下方表格中整理出了兩者的差異。


(表一)  消磁器與消磁機比較



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