RU2658108C1 - Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use - Google Patents
Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658108C1 RU2658108C1 RU2017123282A RU2017123282A RU2658108C1 RU 2658108 C1 RU2658108 C1 RU 2658108C1 RU 2017123282 A RU2017123282 A RU 2017123282A RU 2017123282 A RU2017123282 A RU 2017123282A RU 2658108 C1 RU2658108 C1 RU 2658108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- micromanipulator
- core
- shell
- metal
- magnetic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 81
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 51
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 26
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 8
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 6
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 229910002441 CoNi Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000007578 melt-quenching technique Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 241000819038 Chichester Species 0.000 description 1
- 229910019233 CoFeNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019230 CoFeSiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002545 FeCoNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области механики, микросистемной техники и наномеханики, в частности к технике манипуляторов (пинцетов) для захвата и перемещения нано- и микрообъектов, и может найти применение в радиоэлектронике, машиностроении, физике, химии, нанотехнологии, электронной микроскопии, медицине, биохимии, биологии и фармацевтике.The invention relates to the field of mechanics, microsystem engineering and nanomechanics, in particular to the technique of manipulators (tweezers) for gripping and moving nano and micro objects, and can find application in radio electronics, mechanical engineering, physics, chemistry, nanotechnology, electron microscopy, medicine, biochemistry, biology and pharmaceuticals.
Известен микроманипулятор на основе немагнитных микропроводных систем, который позволяет захватывать нано- и микрообъекты с помощью магнитного поля, создаваемого электрическими токами, протекающими через эти провода. В устройстве положение перемещаемых объектов контролируется путем изменения этого тока (V. Bessalova, N. Perov, V. Rodionova, New approaches in the design of magnetic tweezers–current magnetic tweezers, Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2016)).Known micromanipulator based on non-magnetic microwire systems, which allows you to capture nano- and micro-objects using a magnetic field created by electric currents flowing through these wires. In the device, the position of the moving objects is controlled by changing this current (V. Bessalova, N. Perov, V. Rodionova, New approaches in the design of magnetic tweezers – current magnetic tweezers, Journal of Magnetism and Magnetic Materials (2016)).
Недостатком устройства является применимость для использования только магнитных частиц и неприменимость для перемещений немагнитных частиц.The disadvantage of this device is its applicability to use only magnetic particles and its inapplicability to movements of non-magnetic particles.
Известен микроманипулятор на основе ферромагнитных микропроводов (патент на полезную модель РФ № 163031, опубликован 10.07.2016), содержащих только один магнитный материал (однофазный микропровод), отличающийся тем, что катушка намотана на сердечник, выполненный в виде микропровода, состоящего из центральной жилы из аморфного ферромагнетика на основе Со и стеклянной оболочки.A known micromanipulator based on ferromagnetic microwires (patent for a utility model of the Russian Federation No. 163031, published July 10, 2016) containing only one magnetic material (single-phase microwire), characterized in that the coil is wound on a core made in the form of a microwire, consisting of a central core of amorphous ferromagnet based on Co and a glass shell.
Недостатком устройства является недостаточно большой диапазон перемещений манипулятором объекта.The disadvantage of this device is not a large enough range of movements by the manipulator of the object.
Техническими результатами, на получение которых направлены изобретения из группы изобретений, является создание манипулятора с увеличенным диапазоном перемещений манипулятором объекта, а также способов использования такого манипулятора для перемещения магнитных и немагнитных нано- и микрообъектов.The technical results to which the inventions from the group of inventions are directed is the creation of a manipulator with an increased range of movements by an object manipulator, as well as methods of using such a manipulator to move magnetic and non-magnetic nano and micro objects.
Один технический результат в виде создания манипулятора с увеличенным диапазоном перемещений манипулятором объекта достигается в микроманипуляторе, по крайней мере, с одним композитным одномерным манипулирующим элементом, отличающимся тем, что элемент содержит внутреннюю металлическую магнитострикционную сердцевину и внешнюю металлическую магнитострикционную оболочку, причем постоянная магнитострикции внешней оболочки отличается знаком или величиной от постоянной магнитострикции сердцевины, а внешняя металлическая магнитострикционная оболочка асимметрично покрывает поверхность сердцевины только частично. В дальнейшем такую структуру манипулирующего элемента из двух магнитных материалов также будем называть бимагнитным микропроводом микроманипулятора. Внешняя оболочка является асимметричной в том смысле, что она охватывает лишь частично сердцевину микроманипулятора.One technical result in the form of creating a manipulator with an increased range of movements by an object manipulator is achieved in a micromanipulator with at least one composite one-dimensional manipulating element, characterized in that the element contains an inner metal magnetostrictive core and an external metal magnetostrictive shell, the constant magnetostriction of the outer shell being different sign or magnitude of the permanent magnetostriction of the core, and the external metal magnetostring ktsionnaya asymmetrically shell covers the core surface only partially. In the future, such a structure of a manipulating element of two magnetic materials will also be called a bimagnetic micromanipulator microwire. The outer shell is asymmetric in the sense that it only partially covers the core of the micromanipulator.
Предпочтительно, чтобы при совпадении знаков постоянной магнитострикции внешней оболочки и постоянной магнитострикции сердцевины отношение их величин превышало 10.Preferably, if the signs of the constant magnetostriction of the outer shell and the constant magnetostriction of the core coincide, the ratio of their values exceeds 10.
Предпочтительно, чтобы при совпадении знаков постоянной магнитострикции внешней оболочки и постоянной магнитострикции сердцевины отношение их величин лежало в диапазоне от 10 до 1000.Preferably, if the signs of constant magnetostriction of the outer shell and constant magnetostriction of the core coincide, the ratio of their values lies in the range from 10 to 1000.
Предпочтительно выполнение, по крайней мере, одного из композитных одномерных манипулирующих элементов цилиндрической, сфероидной или эллипсоидной формы.It is preferable to perform at least one of the composite one-dimensional manipulating elements of a cylindrical, spheroidal or ellipsoidal shape.
Предпочтительно при выполнении, по крайней мере, одного из композитных одномерных манипулирующих элементов цилиндрической формы выполнение асимметричной внешней металлической магнитострикционной оболочки, частично покрывающей поверхность сердцевины, концентричной сердцевине.Preferably, when performing at least one of the composite one-dimensional manipulating elements of a cylindrical shape, an asymmetric outer metal magnetostrictive shell partially covering the surface of the core is provided with a concentric core.
Предпочтительно выполнение внутренней металлической магнитострикционной сердцевины с изолирующим стеклянным покрытием, причем внешняя металлическая магнитострикционная оболочка асимметрично покрывает поверхность сердцевины с изолирующим стеклянным покрытием.Preferably, the inner metal magnetostrictive core is insulated with a glass coating, the outer metal magnetostrictive shell asymmetrically covers the surface of the core with an insulating glass coating.
Предпочтительно выполнение внутренней металлической магнитострикционной сердцевины из металлического ферромагнитного сплава с диаметром из диапазона от 0,6 до 30 мкм.Preferably, the inner metal magnetostrictive core is made of a ferromagnetic metal alloy with a diameter in the range of 0.6 to 30 microns.
Предпочтительно выполнение металлического ферромагнитного сплава с аморфной структурой и с содержанием:It is preferable to perform a metal ferromagnetic alloy with an amorphous structure and with the content of:
- от 65% до 85% атомных процентов элементов, выбранных из ряда Fe, Co и Ni и их комбинаций.- from 65% to 85% atomic percent of elements selected from a number of Fe, Co and Ni and their combinations.
- от 15 до 35% атомных процентов элементов, выбранных из ряда Si, B и C.- from 15 to 35% atomic percent of elements selected from the series Si, B and C.
Предпочтительно выполнение также указанного состава дополнительно с немагнитными элементами, выбранными из ряда Al, Cu, Nb, Mn, Cr, Mo и их сочетаний в сумме менее 5% атомных процентов, с сохранением аморфной структуры сплава.It is preferable to also perform this composition additionally with non-magnetic elements selected from the series Al, Cu, Nb, Mn, Cr, Mo and their combinations in the amount of less than 5% atomic percent, while maintaining the amorphous structure of the alloy.
Предпочтительно выполнение изолирующего стеклянного покрытия сердцевины толщиной от 2 до 30 мкм.It is preferable to perform an insulating glass coating of the core with a thickness of 2 to 30 microns.
Предпочтительно выполнение внешней металлической магнитострикционной оболочки из металлического ферромагнитного сплава с толщиной из диапазона от 0,03 до 5 мкм.Preferably, the outer metal magnetostrictive shell is made of a metal ferromagnetic alloy with a thickness in the range from 0.03 to 5 μm.
Предпочтительно выполнение внешней металлической магнитострикционной оболочки, покрывающей от 20% до 80% внутренней сердцевины, более предпочтительным является диапазон от 30% до 70%, еще более предпочтительным является диапазон от 40% до 60%, а наиболее предпочтительным 50% покрытие поверхности сердцевины оболочкой. Preferably, the outer metal magnetostrictive sheath is coated covering 20% to 80% of the inner core, the
Предпочтительно выполнение внешней металлической магнитострикционной оболочки из металлического ферромагнитного сплава, содержащего магнитные элементы, выбранные из ряда Fe, Co и Ni или их комбинации.Preferably, the outer metal magnetostrictive shell is made of a metal ferromagnetic alloy containing magnetic elements selected from the series Fe, Co and Ni, or a combination thereof.
Предпочтительно выполнение внешней металлической магнитострикционной оболочки из металлического ферромагнитного сплава на основе CoFe.Preferably, the outer metal magnetostrictive shell is made of a metallic ferromagnetic alloy based on CoFe.
В одном из вариантов реализации изобретения на внутренней металлической магнитострикционной сердцевине в стеклянной оболочке расположен металлический нанослой, на который уже осаждается внешняя металлическая магнитострикционная оболочка.In one embodiment of the invention, a metal nanolayer is located on the inner metal magnetostrictive core in the glass shell, onto which the outer metal magnetostrictive shell is already deposited.
Предпочтительно изолирующее стеклянное покрытие внутренней сердцевины выполнить с покрытием металлическим нанослоем, на который осаждается внешняя металлическая магнитострикционная оболочка.Preferably, the insulating glass coating of the inner core is coated with a metal nanolayer on which the outer metal magnetostrictive shell is deposited.
Предпочтительно выполнение металлического нанослоя из благородного металла.Preferably, the metal nanolayer is made of a noble metal.
Другой технический результат в виде способа использования микроманипулятора для перемещения магнитного объекта включает в себя сближение микроманипулятора и магнитного объекта, приложение внешнего магнитного поля к микроманипулятору, захват магнитного объекта полями рассеяния, возникающими на конце манипулирующего элемента микроманипулятора, увеличение магнитного поля, приводящее к изгибу манипулирующего элемента, и перемещению захваченного полями рассеяния магнитного объекта.Another technical result in the form of a method of using a micromanipulator to move a magnetic object includes the approach of the micromanipulator and a magnetic object, the application of an external magnetic field to the micromanipulator, capture of the magnetic object by the scattering fields arising at the end of the manipulating element of the micromanipulator, an increase in the magnetic field leading to the bending of the manipulating element , and moving the scattered fields of the magnetic object.
Третий технический результат в виде способа использования манипулятора с немагнитными объектами включает в себя установление контакта манипулирующего элемента микроманипулятора с немагнитным объектом, приложение внешнего магнитного поля к микроманипулятору, увеличение магнитного поля, приводящее к изгибу манипулирующего элемента в направлении немагнитного объекта с сохранением контакта с немагнитным объектом и перемещению немагнитного объекта под действием давления на него со стороны манипулирующего элемента.The third technical result in the form of a method of using a manipulator with non-magnetic objects includes contacting the manipulating element of the micromanipulator with a non-magnetic object, applying an external magnetic field to the micromanipulator, increasing the magnetic field, leading to the bending of the manipulating element in the direction of the non-magnetic object while maintaining contact with the non-magnetic object and moving a non-magnetic object under the action of pressure on it from the side of the manipulating element.
На фигурах показана реализация изобретений группы изобретений.The figures show the implementation of the inventions of the group of inventions.
На фиг.1 а) показана схема бимагнитного микропровода микроманипулятора с асимметричной внешней оболочкой, а на 1 б) его изгиб под действием внешнего магнитного поля H. Стрелками в микропроводе микроманипулятора обозначены направления магнитострикционных изгибающих напряжений.Figure 1 a) shows a diagram of a bimagnetic micromanipulator microwire with an asymmetric outer shell, and 1 b) its bending under the action of an external magnetic field H. The arrows in the micromanipulator microwire indicate the directions of magnetostrictive bending stresses.
На фиг.2 показана схема бимагнитного микропровода микроманипулятора, который изгибается под действием внешнего магнитного поля H, (a) обеспечивая захват магнитного объекта полями рассеяния, возникающими на конце бимагнитного микропровода микроманипулятора, и удержание магнитного объекта при изгибе бимагнитного микропровода микроманипулятора вблизи конца бимагнитного микропровода микроманипулятора (бесконтактный режим), (б) оказывая давление на немагнитный объект и перемещая его при изгибе бимагнитного микропровода микроманипулятора (контактный режим).Figure 2 shows a diagram of a bimagnetic micromanipulator micromanipulator, which bends under the action of an external magnetic field H, (a) ensuring the capture of a magnetic object by the scattering fields that occur at the end of a bimagnetic micromanipulator micromanipulator, and holding a magnetic object when bending a bimagnetic microwire micromanipulator near the end of a bimagnetic micromanipulator micromanipulator (non-contact mode), (b) applying pressure to a non-magnetic object and moving it when the bimagnetic microwire is bent, the micromanipulator a (contact mode).
На фиг.3 показана схема микроманипулятора с тремя бимагнитными микропроводами для управления положением манипулируемого объекта в двух измерениях.Figure 3 shows a diagram of a micromanipulator with three bimagnetic microwires for controlling the position of the manipulated object in two dimensions.
На фиг.4 показаны: изображения бимагнитного микропровода микроманипулятора на основе микропровода из сплава на основе FeSiB в стеклянной оболочке, покрытый с помощью магнетронного напыления асимметричной внешней оболочкой, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (а), на фиг. а) отмечено стекло - темная область вокруг цилиндрической светлой сердцевины и металлическая оболочка – светлая часть изображения справа, (б) с деталями толщины оболочки (изображения (а) и (б) получены с использованием микроскопа ультравысокого разрешения в низковакуумном микроскопе FEI Nova NanoSEM 230); изображения бимагнитного микропровода микроманипулятора на основе микропровода из сплава на основе FeSiB в стеклянной оболочке, покрытый с помощью магнетронного напыления асимметричной внешней оболочкой с малым разрешением (в) и с более высоким разрешением (г), где стекло - светящаяся яркая сторона, а оболочка - темная сторона изображения (полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM JEOL).Figure 4 shows: images of a bimagnetic microwire micromanipulator based on a microwire from an alloy based on FeSiB in a glass shell, coated by magnetron sputtering with an asymmetric outer shell, obtained using a scanning electron microscope (a), in Fig. a) glass is marked — the dark region around the cylindrical light core and the metal shell — the light part of the image on the right, (b) with details of the shell thickness (images (a) and (b) were obtained using an ultra-high resolution microscope in a FEI Nova NanoSEM 230 low-vacuum microscope) ; images of a bimagnetic micromanipulator of a micromanipulator based on a microwire from an FeSiB-based alloy in a glass shell, coated by magnetron sputtering with an asymmetric outer shell with a lower resolution (c) and higher resolution (d), where the glass is the luminous bright side and the shell is dark side of the image (obtained with a SEM JEOL scanning electron microscope).
На фиг.5 показаны совмещенные изображения, показывающие изгиб различных микропроводов, которые могут быть использованы для реализации микроманипуляторов при увеличении приложенного магнитного поля до максимума 500 Э: 1 - магнитно-однофазный микропровод (слева) и бимагнитные микропровода микроманипуляторов с внешними оболочками, выполненными из Co (2 - в середине) и из FeNi (3 - справа).Figure 5 shows combined images showing the bending of various microwires that can be used to implement micromanipulators by increasing the applied magnetic field to a maximum of 500 Oe: 1 — magnetic single-phase microwire (left) and bimagnetic micromanipulators of micromanipulators with external shells made of Co (2 - in the middle) and from FeNi (3 - on the right).
Осуществление изобретения возможно, поскольку такие микроманипуляторы могут быть изготовлены с использованием существующих технологий. Микропровода, изготовленные из высокомагнитострикционного сплава с положительным знаком коэффициента магнитострикции (например, FeSiB), обладают свойством магнитной бистабильности, их перемагничивание происходит посредством распространения одной доменной стенки вдоль оси микропровода – гигантским скачком Баркгаузена. Микропровода из сплавов с отрицательным знаком постоянной магнитострикции (например, CoSiB), обладают практически постоянной восприимчивостью до достижения магнитного насыщения, а также околонулевой коэрцитивностью и остаточной намагниченностью. В свою очередь, аморфные микропровода, изготовленные из сплавов с околонулевой постоянной магнитострикции (например, CoFeSiB и CoFeNiSiB) обладают очень высокой восприимчивостью и проявляют гигантский магнитоимпедансный эффект. Описание и анализ общих свойств микропроводов в стеклянной оболочке можно найти, например, в источнике [A. Zhukov and V. Zhukova, “Magnetic Properties and Applications of Ferromagnetic Microwires with Amorphous and Nanocrystalline Structure” (Hauppauge, NY: Nova Science Publishers, Inc., 2009), 162].The implementation of the invention is possible, since such micromanipulators can be manufactured using existing technologies. Microwires made of a high magnetostrictive alloy with a positive sign of the magnetostriction coefficient (for example, FeSiB) have the property of magnetic bistability, their magnetization reversal occurs through the propagation of one domain wall along the axis of the microwire - a giant Barkhausen jump. Microwires from alloys with a negative sign of constant magnetostriction (for example, CoSiB) have almost constant susceptibility until magnetic saturation is achieved, as well as near-zero coercivity and residual magnetization. In turn, amorphous microwires made of alloys with near-zero permanent magnetostriction (for example, CoFeSiB and CoFeNiSiB) have a very high susceptibility and exhibit a giant magneto-impedance effect. A description and analysis of the general properties of microwires in a glass shell can be found, for example, in the source [A. Zhukov and V. Zhukova, “Magnetic Properties and Applications of Ferromagnetic Microwires with Amorphous and Nanocrystalline Structure” (Hauppauge, NY: Nova Science Publishers, Inc., 2009), 162].
Недавно было представлено новое семейство магнитно-двухфазных многослойных микропроводов с дополнительными свойствами, обусловленными наличием двух магнитных фаз. Такие микропровода содержат внутреннюю магнитную жилу и внешнюю магнитную оболочку, разделенные промежуточным слоем стекла (в случае бимагнитных микропроводов, изготовленных на основе аморфного ферромагнитного микропровода в стеклянной оболочке). Такие бимагнитные микропровода изготавливаются при последовательном применении следующих методов изготовления: сверхбыстрая закалка, напыление и электроосаждение [K. Pirota, M. Hernandez-Velez, D. Navas, A. Zhukov and M. Vazquez, Adv. Funct. Mater. 14, 266 (2004); J. Torrejón, G. Infante, G. Badini-Confalonieri, K.R. Pirota and M. Vázquez, “Electroplated Bimagnetic Microwires: From Processing to Magnetic Properties and Sensor Devices”, The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), (2013) DOI: 10.1007/s11837-013-0614-3].Recently, a new family of magnetically biphasic multilayer microwires was introduced with additional properties due to the presence of two magnetic phases. Such microwires contain an inner magnetic core and an outer magnetic shell, separated by an intermediate layer of glass (in the case of bimagnetic microwires made on the basis of an amorphous ferromagnetic microwire in a glass shell). Such bimagnetic microwires are manufactured by successively applying the following manufacturing methods: ultra-fast hardening, sputtering, and electrodeposition [K. Pirota, M. Hernandez-Velez, D. Navas, A. Zhukov and M. Vazquez, Adv. Funct. Mater. 14, 266 (2004); J. Torrejón, G. Infante, G. Badini-Confalonieri, K.R. Pirota and M. Vázquez, “Electroplated Bimagnetic Microwires: From Processing to Magnetic Properties and Sensor Devices”, The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), (2013) DOI: 10.1007 / s11837-013-0614-3] .
Ранее были также разработаны магнитно-двухфазные микропровода, представленные в этих работах, в которых внешняя магнитная оболочка соосно и полностью охватывает внутреннюю жилу [WO2007/054602; WO2011/009971].Magnetic-biphasic microwires were also previously developed, presented in these works, in which the external magnetic sheath coaxially and completely covers the inner core [WO2007 / 054602; WO2011 / 009971].
Изготовление предлагаемого бимагнитного микропровода микроманипулятора возможно двумя различными способами:The manufacture of the proposed bimagnetic micromanipulator microwire is possible in two different ways:
Первый из них предусматривает три последовательных стадии:The first of these involves three successive stages:
а1) Метод сверхбыстрой закалки из расплава (метод Улитовского-Тейлора) для изготовления внутренней магнитной жилы, покрытой изолирующим стеклянным слоем (например, Pyrex);A1) The method of ultrafast melt quenching (Ulitovsky-Taylor method) for the manufacture of an inner magnetic core coated with an insulating glass layer (for example, Pyrex);
а2) Распыление металлического нанослоя на указанное стеклянное покрытие;A2) Spraying a metal nanolayer onto said glass coating;
а3) Электроосаждение металлической ферромагнитной внешней оболочки, сонаправленное жиле. Эта внешняя оболочка или концентрическая микротрубка была разработана ранее для симметричного и полного покрытия внутренней жилы. Изобретение состоит в том, чтобы электроосаждать внешнюю оболочку, которая частично покрывает жилу и имеет почти осевую форму, как схематично показано на фиг. 1a. Для достижения частичного покрытия внутренней жилы используется маска, качество нанесения которой определяет форму внешней оболочки. Этот первый способ изготовления позволяет выращивать внешнюю оболочку микрометрической толщины. Проблемой этого способа является надлежащее нанесение маски.a3) Electrodeposition of a metal ferromagnetic outer shell, codirectional vein. This outer sheath or concentric microtube was previously developed to symmetrically and completely cover the inner core. The invention consists in electrodepositing an outer sheath that partially covers the core and has an almost axial shape, as schematically shown in FIG. 1a. To achieve a partial coating of the inner core, a mask is used, the quality of the application of which determines the shape of the outer shell. This first manufacturing method allows the growth of an outer shell of micrometric thickness. The problem with this method is the proper application of the mask.
Второй способ предусматривает две стадии:The second method involves two stages:
б1) Метод сверхбыстрой закалки из расплава (метод Улитовского-Тейлора) для изготовления внутренней магнитной жилы, покрытой изолирующим стеклянным слоем (например, Pyrex).b1) The method of ultrafast melt quenching (Ulitovsky-Taylor method) for the manufacture of an internal magnetic core coated with an insulating glass layer (for example, Pyrex).
б2) Напыление внешней магнитной металлической оболочки непосредственно на указанное стеклянное покрытие. Изобретение состоит в том, чтобы напылить внешнюю оболочку таким образом, чтобы она покрывала только частично жилу и имела почти осевую форму, что схематично показано на фиг. 1a. Для достижения этой цели концы однофазного микропровода, тщательно очищенного в спирте, крепятся к держателю внутри камеры, что позволяет обеспечить частичное напыление – покрытие боковой стороны микропровода вдоль его оси. Эта вторая альтернатива позволяет вырастить внешнюю оболочку толщиной в сотни нанометров. Проблемой данного способа изготовления является ограничение в толщине внешней оболочки.b2) Spraying an external magnetic metal shell directly onto said glass coating. The invention consists in spraying the outer shell so that it only partially covers the core and has an almost axial shape, as shown schematically in FIG. 1a. To achieve this goal, the ends of a single-phase microwire, thoroughly cleaned in alcohol, are attached to the holder inside the chamber, which allows partial spraying — covering the side of the microwire along its axis. This second alternative allows you to grow an outer shell hundreds of nanometers thick. The problem with this manufacturing method is the limitation in the thickness of the outer shell.
В обоих случаях состав внутренней жилы и внешней оболочки подобран таким образом, чтобы магнитные фазы композитного микропровода давали различный отклик на внешнее воздействие: материалы жилы и оболочки должны иметь различные знаки или величины постоянной магнитострикции. Это способствует возникновению требуемого изгиба микропровода при приложении внешнего магнитного поля, как схематично показано на фиг. 1b.In both cases, the composition of the inner core and the outer sheath is selected so that the magnetic phases of the composite microwire give a different response to the external influence: the core and sheath materials must have different signs or values of constant magnetostriction. This contributes to the required bending of the microwire when an external magnetic field is applied, as shown schematically in FIG. 1b.
Чтобы избежать остаточных полей рассеяния, можно использовать сплав с околонулевым или отрицательным значением магнитострикции для ферромагнитной жилы, используя конструкцию, представленную на фиг. 3, где магнитное состояние контролируется током в тонких катушках.To avoid residual scattering fields, an alloy with a near-zero or negative magnetostriction value for a ferromagnetic core can be used using the design shown in FIG. 3, where the magnetic state is controlled by current in thin coils.
Для достижения конечной цели изобретения важным является использование материалов с определенными знаками и величиной постоянной магнитострикции, который определяется, главным образом, составом сплава. В вариантах воплощения изобретения рассматриваются три конкретных сплава с различной постоянной магнитострикции:To achieve the ultimate goal of the invention, it is important to use materials with certain signs and magnitude of constant magnetostriction, which is determined mainly by the composition of the alloy. In embodiments of the invention, three specific alloys with different constant magnetostriction are considered:
a) Fe77.5B15Si7.5 (с повышенной и положительной магнитострикцией, λS ≈ +30x10-6)a) Fe 77.5 B 15 Si 7.5 (with increased and positive magnetostriction, λ S ≈ + 30x10 -6 )
б) (Co95Fe5)77,5B15Si7.5 (с околонулевой магнитострикцией, λS ≈ ±0.1x10-6), иb) (Co 95 Fe 5 ) 77.5 B 15 Si 7.5 (with near-zero magnetostriction, λ S ≈ ± 0.1x10 -6 ), and
в) Co77,5B15Si7.5 (с умеренной отрицательной магнитострикцией, λS ≈ -1x10-6).c) Co 77.5 B 15 Si 7.5 (with moderate negative magnetostriction, λ S ≈ -1x10 -6 ).
Изготовление внешней магнитной оболочки в соответствии с настоящим изобретением требует асимметричности ее нанесения на внутреннюю магнитную фазу. Существует два альтернативных способа.The manufacture of an external magnetic shell in accordance with the present invention requires the asymmetry of its deposition on the internal magnetic phase. There are two alternative ways.
Первый включает в себя напыление металлического нанослоя золота (толщиной 20-50 нм) с последующим электроосаждением наружной ферромагнитной оболочки на него. Общая процедура изготовления внешней магнитной оболочки подробно описана, например, в работе М. Баскеса «Усовершенствованные магнитные микропровода» в справочнике по магнетизму и современным магнитным материалам, том. 4 Вайлэй, Чичестер, Объединенное Королевство, (2007) стр. 2193. Для достижения цели изобретения важны магнитострикционные свойства внешней оболочки, которая обычно является поликристаллической. Для вариантов воплощения изобретения используются два материала внешней оболочки с различным магнитными характеристиками:The first involves the deposition of a metallic gold nanolayer (20-50 nm thick), followed by the electrodeposition of an external ferromagnetic shell on it. The general procedure for manufacturing an external magnetic cladding is described in detail, for example, in the work of M. Baskes “Advanced magnetic microwires” in the reference book on magnetism and modern magnetic materials, vol. 4 Wilay, Chichester, United Kingdom, (2007) p. 2193. To achieve the objective of the invention, the magnetostrictive properties of the outer shell, which is usually polycrystalline, are important. For embodiments of the invention, two materials of the outer shell with different magnetic characteristics are used:
Fe19Ni81 (ультрамагнитомягкий с околонулевой магнитострикцией, λ ≈ ±0.1x10-6), и Co или Co90Ni10 (магнитотвердый с отрицательной постоянной магнитострикции λ ≈ -30 x10-6). Fe 19 Ni 81 (ultramagnetically soft with near-zero magnetostriction, λ ≈ ± 0.1x10 -6 ), and Co or Co 90 Ni 10 (magnetically hard with a negative magnetostriction constant λ ≈ -30 x10 -6 ).
Особенностью изобретенного способа изготовления является использование подходящей маски для покрытия внешней части нанослоя золота частично вдоль оси микропровода, что позволяет гальванизировать асимметричную наружную оболочку. Такой нанослой золота служит в качестве электрода для последующего электроосаждения внешней второй магнитной фазы. Для электроосажденной ферромагнитной оболочки выбираются магнитомягкие сплавы FeNi и магнитотвердые сплавы Co или CoNi (магнитострикция насыщения последних также имеет множество значений). С помощью электроосаждения можно изготовить как полностью, так и частично покрытый микропровод. Для изготовления бимагнитных микропроводов с асимметричной внешней оболочкой методом электроосаждения на слой золота предварительно наносится защитный слой, который покрывает 50% внешней поверхности микропровода вдоль оси. Этот слой позволяет избежать осаждения на покрытую часть микропровода, что позволяет образовать частично нанесенную оболочку. После электроосаждения защитный слой можно удалить. Толщина ферромагнитной оболочки контролируется временем электроосаждения и плотностью тока и составляет от 0,1 до 5 мкм. A feature of the invented manufacturing method is the use of a suitable mask to cover the outer part of the gold nanolayer partially along the axis of the microwire, which allows galvanizing an asymmetric outer shell. Such a gold nanolayer serves as an electrode for subsequent electrodeposition of the external second magnetic phase. For the electrodeposited ferromagnetic shell, magnetically soft FeNi alloys and magnetically hard Co or CoNi alloys are selected (magnetostriction of saturation of the latter also has many meanings). Using electrodeposition, it is possible to produce both fully and partially coated microwires. For the manufacture of bimagnetic microwires with an asymmetric outer shell by electrodeposition, a protective layer is preliminarily applied to the gold layer, which covers 50% of the outer surface of the microwire along the axis. This layer avoids deposition on the coated portion of the microwire, which allows the formation of a partially applied sheath. After electrodeposition, the protective layer can be removed. The thickness of the ferromagnetic shell is controlled by electrodeposition time and current density and ranges from 0.1 to 5 microns.
Второй альтернативный способ выращивания асимметричной наружной оболочки состоит в непосредственном напылении металлической оболочки после того, как был изготовлен микропровод в стеклянной оболочке. Процесс синтеза был выполнен с использованием магнетронного распыления. Для изготовления бимагнитиых микропроводов с асимметричной внешней оболочкой методом магнетронного распыления концы аморфных ферромагнитных однофазных микропроводов, предварительно очищенных в спирте, фиксируются на держателе, который затем помещается в камеру распыления. Фиксированные концы помогают иметь хороший контакт между микропроводом и держателем, так что только 50% внешней поверхности микропровода покрывается оболочкой методом магнетронного распыления. Для роста внешней оболочки толщиной 30-2000 нм используются мишени материалов с необходимыми магнитострикционными свойствами. A second alternative method for growing an asymmetric outer shell is to directly spray a metal shell after a microwire has been made in a glass shell. The synthesis process was performed using magnetron sputtering. For the manufacture of bimagnetic microwires with an asymmetric outer shell by magnetron sputtering, the ends of amorphous ferromagnetic single-phase microwires, previously purified in alcohol, are fixed on a holder, which is then placed in the spray chamber. The fixed ends help to have good contact between the microwire and the holder, so that only 50% of the outer surface of the microwire is sheathed by magnetron sputtering. For the growth of the outer shell with a thickness of 30-2000 nm, targets of materials with the necessary magnetostrictive properties are used.
На фиг. 4 показан микропровод, частично покрытый напыленной оболочкой Fe19Ni81 толщиной 260 нм.In FIG. 4 shows a microwire partially coated with a sprayed coating of Fe 19 Ni 81 with a thickness of 260 nm.
В примере реализации изобретения бимагнитный микропровод изготавливался на основе микропровода в стеклянной оболочке с жилой из сплава FeSiB (магнитомягкий с положительной магнитострикцией) и сплавов на основе FeCo или FeCoNi (ультрамагнитомягкие с околонулевой магнитострикцией) с диаметром металлической жилы от 1 до 30 мкм и общим диаметром микропровода от 5 до 60 мкм.In an example implementation of the invention, the bimagnetic microwire was made on the basis of a microwire in a glass shell with a core made of FeSiB alloy (soft magnetic with positive magnetostriction) and FeCo or FeCoNi based alloys (ultra-magnetic soft with near-zero magnetostriction) with a metal core diameter of 1 to 30 microns and a total microwire diameter from 5 to 60 microns.
Оболочка, частично соосно и ассиметрично покрывающая жилу, изготавливалась из FeNi (ультрамагнитомягкая с почти нулевой постоянной магнитострикции) и Co или CoNi (магнитнотвердая с отрицательным магнитострикцией) толщиной от 0,03 до 5 мкм.The shell, partially coaxially and asymmetrically covering the core, was made of FeNi (ultramagnetically soft with almost zero permanent magnetostriction) and Co or CoNi (magnetically hard with negative magnetostriction) with a thickness of 0.03 to 5 μm.
Таким образом, общий диаметр бимагнитного микропровода составлял от 5 до 70 мкм.Thus, the total diameter of the bimagnetic microwire ranged from 5 to 70 μm.
Микропровода - однофазные и двухфазные, частично соосно и ассиметрично покрытые внешними оболочками FeNi, Co или CoNi – были помещены в магнитное поле, силовые линии которого направлены вдоль оси провода. В качестве примера на фиг. 5 изображен эффект изгиба микропровода при изменении величины магнитного поля до 500 Э для определенного состава металлического сердечника однофазного микропровода и двух составов оболочки (Со и FeNi). В качестве микропровода в стеклянной оболочке был выбран микропровод из сплава Fe77.5B15Si7.5, диаметр металлического сердечника – 10,2 мкм, полный диаметр микропровода в стеклянной оболочке – 25 мкм. Толщина частично покрывающей внешней оболочки одинакова для Co и FeNi и составляет 300 нм. Длина микропроводов – 2 см.The microwires - single-phase and two-phase, partially coaxially and asymmetrically coated with the outer shells of FeNi, Co or CoNi - were placed in a magnetic field, the lines of force of which are directed along the axis of the wire. As an example in FIG. Figure 5 shows the effect of the bending of a microwire when the magnetic field changes to 500 Oe for a certain composition of the metal core of a single-phase microwire and two shell compositions (Co and FeNi). As a microwire in a glass shell, a microwire from Fe77.5B15Si7.5 alloy was selected, the diameter of the metal core was 10.2 μm, and the total diameter of the microwire in the glass shell was 25 μm. The thickness of the partially covering outer shell is the same for Co and FeNi and is 300 nm. The length of microwires is 2 cm.
Исходное положение микропроводов (крайнее левое положение) без приложения внешнего магнитного поля – обозначено черными пунктирными стрелками на фиг. 5. Белые стрелки указывают положение микропровода в максимальном магнитном поле 500 Э, приложенном вдоль оси микропровода, - крайнее правое положение микропроводов. Все положения микропроводов между черными пунктирными и белыми стрелками соответствуют промежуточным значениям магнитного поля от 0 до 500 Э. Как схематично показано на фиг. 1b, микропровода испытывают изгибную деформацию, величина которой пропорциональна величине приложенного магнитного поля, направленного вдоль оси провода. The initial position of the microwires (leftmost position) without applying an external magnetic field is indicated by black dashed arrows in FIG. 5. White arrows indicate the position of the microwire in a maximum magnetic field of 500 Oe, applied along the axis of the microwire — the extreme right position of the microwires. All positions of the microwires between the black dotted and white arrows correspond to intermediate values of the magnetic field from 0 to 500 Oe. As shown schematically in FIG. 1b, microwires experience bending deformation, the magnitude of which is proportional to the magnitude of the applied magnetic field directed along the axis of the wire.
Из фиг. 5 можно сделать вывод, что все микропровода (одинофазные и двухфазные) изгибаются при приложении магнитного поля. Изгибные свойства однофазного микропровода связаны с неравномерным распределением внутренних напряжений по его длине, которые возникают в процессе изготовления как совокупность влияния процесса закалки и разницы значений коэффициентов теплового расширения для стекла и металла. Эти неоднородно распределенные напряжения вызывают разную деформацию микропровода в различных точках по его длине. Амплитуда изгиба в случае однофазного микропровода составляет 47,3 мкм при максимальном приложенном магнитном поле 500 Э. Наличие внешней оболочки, постоянная магнитострикции которой отличается от постоянной магнитострикции сердцевины, приводит к дополнительной изгибающей силе и, следовательно, к большей деформации изгиба.From FIG. 5, we can conclude that all microwires (single-phase and two-phase) are bent when a magnetic field is applied. The bending properties of a single-phase microwire are associated with an uneven distribution of internal stresses along its length, which arise during the manufacturing process as a combination of the influence of the hardening process and the difference in the values of thermal expansion coefficients for glass and metal. These inhomogeneously distributed stresses cause different deformation of the microwire at various points along its length. The bending amplitude in the case of a single-phase microwire is 47.3 μm with a maximum applied magnetic field of 500 E. The presence of an outer shell, the magnetostriction constant of which differs from the constant magnetostriction of the core, leads to additional bending force and, consequently, to greater bending strain.
Постоянные магнитострикции для FeNi и Co различны: почти нулевой для FeNi и отрицательный для Co. Как видно на фиг. 5, в случае Co внешней оболочки, амплитуда изгибной деформации составляет 209,2 мкм, что больше, чем 186,4 мкм - величины деформации, наблюдаемой для двухфазного микропровода с оболочкой FeNi. Этот факт позволяет сделать вывод о том, что усиленный эффект изгиба обусловлен сочетанием положительной магнитострикции металлической жилы и отрицательной магнитострикции внешней оболочки.Permanent magnetostrictions for FeNi and Co are different: almost zero for FeNi and negative for Co. As seen in FIG. 5, in the case of Co of the outer shell, the amplitude of the bending strain is 209.2 μm, which is greater than 186.4 μm — the strain value observed for a two-phase microwire with a FeNi shell. This fact allows us to conclude that the enhanced bending effect is due to a combination of positive magnetostriction of the metal core and negative magnetostriction of the outer shell.
Манипулятор, основанный на бимагнитных микропроводах с асимметричной внешней оболочкой, отличается отсутствием остаточного поля. Использование магнитомягких материалов дает возможность избежать или, по меньшей мере, значительно уменьшить контролируемым образом сильное остаточное поле рассеяния, возникающее из-за наличия большой остаточной намагниченности магнитотвердых материалов, используемых для изготовления манипулятора. Остаточные поля оказывают дополнительное влияние на манипулируемый объект и снижают точность перемещения и диапазон перемещений манипулятором объекта. В случае аморфного ферромагнитного сплава на основе Fe с положительной постоянной магнитострикции микропровод магнитно бистабилен, что означает, что только два магнитных состояния стабильны: намагниченность направлена вдоль оси провода в одном из двух направлений. Величина магнитного поля, требуемого для переключения магнитного состояния (перемагничивание происходит одним гигантским скачком Баркгаузена), очень мала (например, до 20 А/м).A manipulator based on bimagnetic microwires with an asymmetric outer sheath is distinguished by the absence of a residual field. The use of soft magnetic materials makes it possible to avoid or at least significantly reduce in a controlled manner the strong residual scattering field arising from the presence of a large residual magnetization of hard magnetic materials used to manufacture the manipulator. Residual fields have an additional effect on the manipulated object and reduce the accuracy of movement and the range of movements by the manipulator of the object. In the case of an amorphous Fe-based ferromagnetic alloy with a positive constant magnetostriction, the microwire is magnetically bistable, which means that only two magnetic states are stable: the magnetization is directed along the axis of the wire in one of two directions. The magnitude of the magnetic field required to switch the magnetic state (magnetization reversal occurs with one giant Barkhausen jump) is very small (for example, up to 20 A / m).
В свою очередь, когда металлическая сердцевина микропровода изготовлена из сплава с околонулевой магнитострикцией (CoFe или сплавы на основе CoFeNi) или с отрицательной магнитострикцией (сплавы на основе Co), процесс перемагничивания имеет почти безгистерезисный характер. Этот факт позволяет избежать появления сильного остаточного поля, возникающего в случае магнитных пинцетов с использованием постоянных магнитов и позволяет повысить точность и увеличить диапазон перемещений манипулятором объекта микроманипулятора на основе бимагнитных микропроводов со структурой жила/оболочка с асимметричной внешней оболочкойIn turn, when the metal core of the microwire is made of an alloy with near-zero magnetostriction (CoFe or alloys based on CoFeNi) or with negative magnetostriction (alloys based on Co), the magnetization reversal process is almost hysteresis-free. This fact avoids the appearance of a strong residual field that arises in the case of magnetic tweezers using permanent magnets and allows to increase the accuracy and range of movement of a micromanipulator object by a manipulator based on bimagnetic microwires with a core / sheath structure with an asymmetric outer sheath
Микроманипулятор, созданный с использованием бимагнитных микропроводов с асимметричной внешней оболочкой, может использоваться в двух режимах работы.A micromanipulator created using bimagnetic microwires with an asymmetric outer shell can be used in two operating modes.
А) Бесконтактный режим: магнитные объекты могут быть захвачены полями рассеяния, генерируемыми на конце микропровода, когда он намагничен. Затем захваченные магнитные объекты, держащиеся на конце микропровода или расположенные на определенном расстоянии от него, могут быть перемещены посредством изменения положения конца микропровода при его изгибе. Величина изгиба контролируется величиной внешнего магнитного поля, приложенного вдоль оси микропровода.A) Non-contact mode: magnetic objects can be captured by scattering fields generated at the end of the microwire when it is magnetized. Then, the captured magnetic objects held at the end of the microwire or located at a certain distance from it can be moved by changing the position of the end of the microwire when it is bent. The magnitude of the bend is controlled by the magnitude of the external magnetic field applied along the axis of the microwire.
Этот режим может быть использован для управления биологическими объектами, на которые предварительно прикреплены функционализированные магнитные частицы, когда прямой механический контакт может быть вреден для живых культур.This mode can be used to control biological objects onto which functionalized magnetic particles are pre-attached, when direct mechanical contact can be harmful to living cultures.
Б) Контактный режим: манипулятор, основанный на бимагнитных микропроводах с асимметричной внешней оболочкой, также позволяет манипулировать немагнитными объектами. В этом случае объект может быть перемещен механически, когда движение конца микропровода непосредственно вызывает движение управляемого объекта.B) Contact mode: a manipulator based on bimagnetic microwires with an asymmetric outer shell also allows you to manipulate non-magnetic objects. In this case, the object can be moved mechanically when the movement of the end of the microwire directly causes the movement of the controlled object.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123282A RU2658108C1 (en) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123282A RU2658108C1 (en) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658108C1 true RU2658108C1 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123282A RU2658108C1 (en) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658108C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU206586U1 (en) * | 2021-04-21 | 2021-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661575B1 (en) * | 2000-10-31 | 2003-12-09 | Sergey A. Yakovenko | Methods and apparata for micromanipulation of micro-and nanoparticles |
| RU2261170C1 (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-27 | Институт механики Уфимского научного центра Российской академии наук | Micro-grip with force sensing |
| RU2417877C1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт механики Уфимского научного центра РАН | Magnetostrictive microgripper |
| RU2458002C2 (en) * | 2010-08-05 | 2012-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Micromechanical device, method for its manufacture and system for manipulation of micro-and nanoobjects |
| RU163031U1 (en) * | 2015-12-30 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" | MANIPULATOR BASED ON FERROMAGNETIC MICROWIRES |
-
2017
- 2017-06-30 RU RU2017123282A patent/RU2658108C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661575B1 (en) * | 2000-10-31 | 2003-12-09 | Sergey A. Yakovenko | Methods and apparata for micromanipulation of micro-and nanoparticles |
| RU2261170C1 (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-27 | Институт механики Уфимского научного центра Российской академии наук | Micro-grip with force sensing |
| RU2417877C1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-10 | Учреждение Российской академии наук Институт механики Уфимского научного центра РАН | Magnetostrictive microgripper |
| RU2458002C2 (en) * | 2010-08-05 | 2012-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Micromechanical device, method for its manufacture and system for manipulation of micro-and nanoobjects |
| RU163031U1 (en) * | 2015-12-30 | 2016-07-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" | MANIPULATOR BASED ON FERROMAGNETIC MICROWIRES |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU206586U1 (en) * | 2021-04-21 | 2021-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Device for contactless control of the movement of cells and nanoparticles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Phan et al. | Giant magnetoimpedance materials: Fundamentals and applications | |
| Zhukov et al. | Magnetostriction of Co–Fe-based amorphous soft magnetic microwires | |
| CN104303256B (en) | Charged Particle Vortex Wave Generation | |
| Aronin et al. | The effect of mechanical stress on Ni63. 8Mn11. 1Ga25. 1 microwire crystalline structure and properties | |
| Pookat et al. | Evolution of structural and magnetic properties of Co–Fe based metallic glass thin films with thermal annealing | |
| Aragoneses et al. | The stress dependence of the switching field in glass-coated amorphous microwires | |
| Han et al. | Magnetoimpedance effect of FINEMET ribbons coated with Fe20Ni80 permalloy film | |
| RU2658108C1 (en) | Micromanipulator based on bi-magnetic microwires with core covered with asymmetric external shell and methods of its use | |
| Guo et al. | Exchange coupling and dipolar interactions in FINEMET/Fe50Pd50 composites ribbons | |
| Li et al. | Fe78Si9B13 amorphous powder core with improved magnetic properties | |
| Kurlyandskaya et al. | Giant magnetic impedance of wires with a thin magnetic coating | |
| Özkale et al. | Magnetostriction in electroplated CoFe alloys | |
| Koplak et al. | Bistable and multi-domain states of α-fe/(prdy)(feco) b ferromagnetic microwires | |
| EP3422429A1 (en) | Microactuator based on bimagnetic core/shell microwire having asymmetric shell and displacement methods | |
| Mu et al. | High sensitivity giant magneto-impedance micro-sensor with grooved grating patterned magnetic films | |
| Zhao et al. | Cluster-assembled Tb–Fe nanostructured films produced by low energy cluster beamdeposition | |
| Yang et al. | Analysis of Magnetic Properties of Magnetostrictive FeCoGa Thin Film Patterns Grown on Flexible Substrates | |
| Samuhel et al. | Dynamics of domain wall in rapidly-changing magnetic field | |
| RU2702810C1 (en) | Method of creating skyrmions and their arrays in a magnetic medium using a scanning microscope probe | |
| Zhukov et al. | Fast magnetization switching in amorphous microwires | |
| Infante et al. | Double large Barkhausen jump in soft/soft composite microwires | |
| Iglesias et al. | Magnetic Properties of CoFeSiB/CoNi, CoFeSiB/FeNi, FeSiB/CoNi, FeSiB/FeNi Biphase Microwires in the Temperature Range 295-1200 K | |
| Luborsky et al. | Engineering magnetic properties of Fe-Ni-B amorphous alloys | |
| Gandomzadeh et al. | Magnetostrictive behavior of pure nickel core: A study on the effects of annealing and magnetization using VSM and optical microscopy techniques | |
| Yang et al. | Magnetic Properties and Giant Magnetoimpedance Effect of Carbon and Fecoga Nanolayer Coated Co-Based Amorphous Composite Ribbons |