Loading...

Magnetometry with Optical Tweezers

Hossein Esfahani, Maryam | 2025

0 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 58877 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Seyed Reihani, Nader
  7. Abstract:
  8. Magnetometry has always been an important topic in physics, and numerous methods have been developed to measure the magnetic properties of materials. However, performing magnetometry at the microscale—especially in single-particle systems and on biological systems—remains fundamentally challenging. In this study, optical tweezers were used as a precise tool to investigate the magnetic interactions of particles under the influence of an external magnetic field, with the aim of assessing the potential and capability of this method as a means for magnetometry and studying magnetic interactions at the microscale. In this context, the behavior of magnetic particles in the presence of the field was examined, and the effect of the magnetic field generated by the optical trap on the orientation and magnetic properties of these particles was studied. In addition to the experimental investigations, the behavior of the system was simultaneously modeled using numerical simulations to achieve a more detailed understanding of the mechanisms governing the interactions and the experimental outcomes. The findings of this study indicate that the magnetic field of the laser in the optical trap interacts with magnetite-containing magnetic particles in the performed experiment, affecting both their orientation and the magnitude of their magnetic moment—behavior that was previously unexpected in the magnetic response of materials at optical frequencies
  9. Keywords:
  10. Magnetometry ; Magnetic Dipole ; Optical Tweezer

 Digital Object List

 Bookmark

  • مقدمه
  • مروری بر رفتار و برهم‌کنش‌های مغناطیسی در مواد
    • تاریخچه‌ی الکترومغناطیس
    • معادلات ماکسول
      • قانون گاوس برای میدان الکتریکی
      • قانون گاوس برای میدان مغناطیسی
      • قانون القای فاراده
      • قانون آمپر–ماکسول
    • ممان مغناطیسی
      • میدان مغناطیسی ناشی از حلقه جریان موضعی
      • نیرو، گشتاور و انرژی حلقه جریان موضعی در میدان مغناطیسی خارجی
      • برهم‌کنش بین دوقطبی‌های مغناطیسی
    • مواد مغناطیسی
      • نفوذپذیری مغناطیسی () و پذیرفتاری مغناطیسی ()
      • پدیده های مغناطیسی در مواد از منظر میکروسکوپی
      • برهم‌کنش تبادلی و هم‌ترازی اسپین‌ها
      • تأثیر دما بر فرو‌مغناطیس
  • کارهای پیشین
    • انبرک نوری
    • اصول فیزیکی انبرک نوری
    • رژیم‌های اپتییکی برای توصیف نیرو در انبرک نوری
      • رژیم اپتیک هندسی
      • رژیم ریلی
      • رژیم می
    • چیدمان آزمایش انبرک نوری
      • عدسی شیئی
      • فوتودیود چهارتایی
      • تصویربرداری از نمونه
      • چیدمان دوتله‌ی نوری
      • مقدمه‌ای بر کالیبراسیون انبرک نوری
      • روش نیروی مقاومت سیال
    • روش همپاری انرژی
    • مغناطیس‌ سنجی
      • مگنتومتر نمونه مرتعش
      • مگنتومتری گشتاوری
      • میکروسکوپ نیروی مغناطیسی
      • مگنتومتر تداخل کوانتومی ابررسانا
      • سایر روش های مغناطیس سنجی
    • پاسخ مغناطیسی مواد در فرکانس اپتیکی
  • نتایج
    • برهم‌کنش دو قطبی‌های مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی خارجی
      • انرژی پتانسیل و نیروی بین دوقطبی‌های مغناطیسی
      • گشتاور وارد بر دوقطبی‌های مغناطیسی
      • حالت تعادلی سیستم دوقطبی-دوقطبی
      • حالت تعادلی سیستم دوقطبی-دوقطبی در حضور میدان مغناطیسی خارجی
      • انرژی پتانسیل کل سیستم
      • نیروی بین دوقطبی‌های مغناطیسی در حضور میدان مغناطیسی خارجی
    • اندازه‌گیری‌های تجربی
      • چیدمان آزمایش و مواد مورد استفاده
      • آزمایش اول: بررسی برهم‌کنش مغناطیسی دوقطبی‌های مغناطیسی با استفاده از تله‌ی دوگانه
      • نتایج تجربی
    • آزمایش دوم: بررسی اثر میدان لیزر بر جهت‌گیری مغناطیسی ذرات
      • آماده‌سازی نمونه
      • نتایج تجربی
      • محاسبه‌ی اندازه‌‌ی ممان مغناطیسی ذاتی و پذیرفتاری مغناطیسی
  • نتیجه‌گیری
  • مراجع
...see more