MOKE系統(tǒng)是一類磁光表征設(shè)備乳乌，如今越來越多地用于研究磁光薄膜表面的矢量磁化方向，或不同生長構(gòu)型的磁性納米結(jié)構(gòu)市咆。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)汉操，這些儀器至少能夠?qū)Υ呕较蜻M(jìn)行原位定性評(píng)估，甚至在磁化反轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行定量測量蒙兰。
磁光克爾效應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)造與應(yīng)用
隨著時(shí)間的推移，MOKE系統(tǒng)的發(fā)展允許在超高真空室中同時(shí)使用搜变，在自旋取向轉(zhuǎn)變的厚度范圍內(nèi)采缚，對(duì)單層磁化、磁相變和磁化開關(guān)的靈敏度增加挠他。MOKE系統(tǒng)的基本工作原理是在外加磁場下將偏振光照射到磁性樣品上扳抽，然后將反射和旋轉(zhuǎn)的偏振光通過分析儀，然后由光電探測器收集殖侵。這種分析裝置的簡化示意圖僅顯示了基本的實(shí)驗(yàn)組件贸呢，如圖1所示。
圖1
分析裝置的輸出包括縱向楞陷、橫向或極性幾何的克爾旋轉(zhuǎn)測量值與外加磁場的關(guān)系，可以繪制在圖上茉唉，以獲得MOKE磁滯回線固蛾。應(yīng)該指出的是，縱向或橫向幾何的磁滯回線涉及一個(gè)面內(nèi)磁場度陆，垂直于光入射面艾凯，因此對(duì)面內(nèi)磁化敏感。另一方面懂傀，當(dāng)磁場垂直于樣品表面趾诗，入射光線極化時(shí)，得到極性克爾旋轉(zhuǎn)磁滯回線鸿竖，響應(yīng)于面外樣品磁化沧竟。圖2顯示了這些測量幾何形狀铸敏。對(duì)于每個(gè)測量構(gòu)型，復(fù)克爾旋轉(zhuǎn)角?記錄下來杈笔，它們的大小用克爾旋轉(zhuǎn)θ和橢圓性?。
圖2
MOKE系統(tǒng)還能夠在傳統(tǒng)的磁光記錄薄膜糕非、高密度記錄介質(zhì)的超薄薄膜或用于自旋電子應(yīng)用的專用材料中執(zhí)行3D矢量磁強(qiáng)計(jì)和監(jiān)測磁化反轉(zhuǎn)蒙具。通過磁光測量，還能夠定量表征單納米點(diǎn)的磁化反轉(zhuǎn)朽肥，特別是當(dāng)這些結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出面外磁化時(shí)禁筏。
在許多磁性系統(tǒng)中，MOKE系統(tǒng)已成為測量三種磁化分量的高分辨率空間工具衡招。極性MOKE幾何形狀揭示了垂直于樣品表面的磁化分量信息篱昔，而縱向或橫向測量則檢測平面內(nèi)磁化。磁光測量的這種表征能力導(dǎo)致了該技術(shù)在當(dāng)代基于自旋的器件中的應(yīng)用增加始腾。例如州刽，在一些先進(jìn)的技術(shù)中，如磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)浪箭，二進(jìn)制信息以相鄰兩個(gè)鐵磁層磁矩的平行或反平行方向的形式存儲(chǔ)。因此奶栖，為了及時(shí)地讀取或?qū)懭胄畔⑵ケ恚斜匾獙?shí)現(xiàn)快速磁化反轉(zhuǎn)，也稱為磁化開關(guān)宣鄙。在這些技術(shù)中袍镀，以及在自旋閥或其他自旋電子器件中，快速磁化開關(guān)的行為是通過短時(shí)間的高電流密度的電瞬變來完成的框冀。特別是考慮到兩個(gè)方面流椒，即基于自旋的器件在兩種穩(wěn)定磁化狀態(tài)之間切換的速度有多快，以及為了實(shí)現(xiàn)皮秒切換動(dòng)力學(xué)明也，器件的尺寸需要縮小到什么程度。
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