磁光克尔效应测量磁各向异性

• 学生：刘方泽、黄鑫
• 指导教师:吴义政

利用磁光克尔效应测量磁性薄膜的磁信号和磁滞回线，确定磁性薄膜的磁各向异性随薄膜厚度的影响。
研究铁磁（FM)/反铁磁（AFM)双层膜的交换偏置（Exange bias）现象。

当线偏振光入射到不透明样品表面时,如果样品是各向异性的,反射光将变成椭圆偏振光且偏振方向会发生偏转.而如果此时样品为铁磁状态,还会导致反射光偏振面相对于入射光的偏振面额外再转过一小角度,这个小角度称为克尔旋转角θK,即椭圆长轴和参考轴间的夹角,如图1. 同时,一般而言, 由于样品对p偏振光和s偏振光的吸收率不同,即使样品处于非磁状态,反射光的椭偏率也要发生变化,而铁磁性会导致椭偏率有一附加的变化,这个变化称为克尔椭偏率εK ,即椭圆长短轴之比.

按照磁场相对入射面的配置状态不同, 表面磁光克尔效应可以分为3种：

• a. 极向克尔效应,其磁化方向垂直于样品表面并且平行于入射面;
  
• b. 纵向克尔效应, 其磁化方向在样品膜面内,并且平行于入射面;
  
• c. 横向克尔效应,其磁化方向在样品膜面内,并且垂直于入射面.
  

如图2.
对于磁性薄膜,通常纵向克尔效应较明显.

磁光克尔效应实验装置简图

铁磁(FM) / 反铁磁(AFM) 体系(如双层膜) 在外磁场中从高于反铁磁奈尔温度冷却到低温后,铁磁层的磁滞回线将沿磁场方向偏离原点,其偏离量被称为交换偏置场,通常记作H_E,同时伴随着矫顽力的增加,这一现象被称之为交换偏置.

期末论文
交换偏置各向异性的定量测量.doc

1. R. Mattheis，G. Quednau，Magn. Magn. Mater.205(1999)143
2. J. Nogués，Ivan K. Schuller，Magn. Magn. Mater.192(1999)203
3. Z. Q. Qiu，S. D. Bader，Review of Scientific Instruments，volum 71，number 3

wiki格式好难搞….