探秘磁性材料的神奇之光——磁光克爾
01磁光克爾效應(yīng)的時(shí)代背景
圖1 光在不同維度的解析應(yīng)用
一個(gè)美妙的推論,h/p=λ,光具有粒子性和波動(dòng)性。
——德布羅意
光具有波動(dòng)性和粒子性,磁光克爾效應(yīng)是利用光的波動(dòng)性質(zhì)。
利用光作為媒介實(shí)現(xiàn)檢測(cè)及檢驗(yàn),是生活和科學(xué)研究中常見的技術(shù)手段,例如利用光的散射原理,分析物體表面的微觀紋理特征;利用不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)分布實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像技術(shù),將物體表面的細(xì)節(jié)和特征以圖像的形式記錄下來;利用光的干涉衍射,分析間隙或者薄膜的厚度以及形貌分析;利用光的空間分布調(diào)制,完成投影圖像的放大或微縮。
磁性材料一直以來都是科學(xué)家和工程師們的研究熱點(diǎn),因?yàn)樗鼈冊(cè)跀?shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳感器技術(shù)、電子設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而磁光克爾效應(yīng)(MOKE)作為一種重要的表征和研究磁性材料的方法,推動(dòng)著這一領(lǐng)域的發(fā)展。在這篇推文中,我們將簡(jiǎn)單介紹磁光克爾效應(yīng),探索它在科學(xué)和工程中的奇妙應(yīng)用。
本文中的磁光克爾效應(yīng),主要展現(xiàn)光在偏振方面的應(yīng)用。
02磁光克爾效應(yīng)是什么?
圖2 偏振光被磁性介質(zhì)反射后,其偏振方向發(fā)生一個(gè)小的角度變化
磁光克爾效應(yīng)是一種物理現(xiàn)象,它描述了光入射到介質(zhì)材料后,其偏振相關(guān)的物理屬性會(huì)發(fā)生的變化。這個(gè)效應(yīng)是根據(jù)法國(guó)物理學(xué)家約翰·克爾(John Kerr)于1877年首次觀察到的,他發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線照射在鐵磁體表面時(shí),反射光的偏振狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變。這一現(xiàn)象后來被稱為克爾效應(yīng),而磁光克爾效應(yīng)則是一種使用偏振光來研究材料磁性質(zhì)的技術(shù)。
03奇妙的MOKE技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域
MOKE技術(shù)的原理非常簡(jiǎn)單,但卻異常強(qiáng)大。它使用帶有偏振光束照射在磁性材料表面,然后檢測(cè)反射光的偏振狀態(tài)。根據(jù)反射光的偏振狀態(tài)變化,我們可以獲得關(guān)于材料磁性的豐富信息。MOKE技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,包括但不限于以下領(lǐng)域:
圖3大數(shù)據(jù)對(duì)邏輯器件高密度高速非易失的需求(圖源合肥新聞中心)
MOKE技術(shù)在硬盤驅(qū)動(dòng)器等數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備中發(fā)揮著重要作用。它可以幫助檢測(cè)和控制磁性材料的磁翻轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)高密度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
2. 材料研究
磁光克爾效應(yīng)被廣泛用于研究磁性材料的性質(zhì)和行為。科學(xué)家可以使用MOKE來測(cè)量材料的磁滯回線、磁導(dǎo)率和磁疇結(jié)構(gòu)等信息,這對(duì)于開發(fā)新型磁性材料具有重要價(jià)值。
圖4 CuCrTe二維磁性材料磁場(chǎng)翻轉(zhuǎn)(拍攝于托托科技的磁光克爾設(shè)備)
3.磁性傳感器
MOKE技術(shù)還應(yīng)用于制造高靈敏度的磁性傳感器,用于測(cè)量磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。這些傳感器在導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)影像、礦業(yè)勘探等領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。
圖5 條形磁鐵的磁場(chǎng)分布(來源于百度圖片)
圖6 磁性薄膜磁疇檢測(cè)(拍攝于托托科技的磁光克爾設(shè)備)
對(duì)于磁性薄膜的研究和應(yīng)用,MOKE技術(shù)是不可或缺的工具。它可用于調(diào)查薄膜中的自旋結(jié)構(gòu)和磁各向異性,這對(duì)于開發(fā)磁性儲(chǔ)能器件和傳感器至關(guān)重要。
04托托科技磁光克爾的發(fā)展路線
托托科技是一家快速成長(zhǎng)的技術(shù)驅(qū)動(dòng)型企業(yè),是專注于光學(xué)顯微加工及光學(xué)顯微檢測(cè)的光學(xué)儀器設(shè)備制造廠商。
托托科技自主研發(fā)生產(chǎn)的
磁光克爾綜合測(cè)試平臺(tái)具有高質(zhì)量磁疇成像、多激勵(lì)源/多功能測(cè)試平臺(tái)以及高穩(wěn)定性,操作便捷的優(yōu)點(diǎn)。
相較于傳統(tǒng)的單點(diǎn)磁滯回線測(cè)量?jī)x,托托科技的磁光克爾顯微綜合測(cè)試設(shè)備,可以追蹤平面內(nèi)數(shù)百萬點(diǎn)的實(shí)時(shí)磁性動(dòng)態(tài)信息。結(jié)合該成像系統(tǒng)提供的直流探針,高頻探針,樣品的測(cè)試無比便捷。實(shí)現(xiàn)在室溫條件下測(cè)試垂直各向異性/面內(nèi)各向異性材料,材料的磁疇反轉(zhuǎn)過程,成像清晰,拍攝速度達(dá)到 30幀/秒。
托托科技提供的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)按照性能優(yōu)先,穩(wěn)定性優(yōu)先的設(shè)計(jì)思路,可以滿足實(shí)驗(yàn)室研究及工業(yè)生產(chǎn)中各種相關(guān)材料的測(cè)試需求。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中提供了磁場(chǎng)激勵(lì)、電流激勵(lì)等多種選項(xiàng),是客戶在自旋特性研究中的得力測(cè)試平臺(tái)。
05托托科技磁光克爾綜合測(cè)試平臺(tái)
圖7 托托科技磁光克爾顯微鏡綜合測(cè)試設(shè)備
隨著科技的不斷進(jìn)步,MOKE技術(shù)也在不斷發(fā)展和演進(jìn)。研究人員正在不斷改進(jìn)MOKE實(shí)驗(yàn)裝置,以提高其靈敏度和分辨率。同時(shí),MOKE技術(shù)也被應(yīng)用于新興領(lǐng)域,如自旋電子學(xué)和磁性拓?fù)洳牧涎芯俊?br />
總而言之,磁光克爾效應(yīng)(MOKE)是一項(xiàng)令人驚嘆的技術(shù),它為我們提供了深入研究和理解磁性材料的機(jī)會(huì)。通過MOKE技術(shù),我們能夠在磁性世界中揭示更多的奧秘,并將其應(yīng)用于各種領(lǐng)域,從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁性傳感器,再到未來的科學(xué)探索。MOKE,是探索磁性世界的神奇之光。