在五十年代茴肥,兩個截然不同的發(fā)現(xiàn)再次激發(fā)了人們對MO研究的興趣坚踩。第1個發(fā)現(xiàn)是利用MO Kerr效應(yīng)可以觀察到磁疇。另一個發(fā)現(xiàn)是半導(dǎo)體中的微波磁吸收和法拉第效應(yīng)瓤狐。
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磁光克爾效應(yīng)的近期發(fā)展歷程
人們開發(fā)了一種新的表面和地下磁疇可視化方法瞬铸。此外批幌,人們意識到MOKE可以用來讀取適當(dāng)存儲的磁性信息。這發(fā)起對MO記錄的興趣嗓节,從那時起已發(fā)展成為MOKE的領(lǐng)xian技術(shù)應(yīng)用荧缘。MO光譜學(xué)隨后成為研究半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)。隨后拦宣,對半導(dǎo)體中的法拉第效應(yīng)進(jìn)行了大量的實驗和理論研究截粗。那時,人們開始習(xí)慣于將MO現(xiàn)象與材料的能帶結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來鸵隧。
實驗技術(shù)的進(jìn)步使得在0.5 ~ 5ev的寬能量范圍內(nèi)測量MO光譜成為可能绸罗。Krinchik和他的同事對鐵磁體Fe、Co和Ni的各種MOKE譜進(jìn)行了特別詳細(xì)的研究豆瘫。磁光測量在固態(tài)研究中不斷成熟珊蟀,成為一種有吸引力且廣泛使用的光譜工具。因此外驱,在過去的三十年中育灸,出現(xiàn)了許多關(guān)于測量許多材料的MO光譜的出版物。當(dāng)我們考慮哪一種MO效應(yīng)被廣泛使用時昵宇,我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在絕大多數(shù)的MO研究都是利用MO Kerr效應(yīng)磅崭,而法拉第效應(yīng)的使用要少得多。顯而易見的原因是瓦哎,對于金屬材料绽诚,透射光的強(qiáng)度隨著材料的厚度呈指數(shù)下降。法拉第效應(yīng)仍然被用于半導(dǎo)體和摻入稀土離子的絕緣體的研究中杭煎。實驗數(shù)據(jù)的總量已經(jīng)變得太大恩够,無法在一篇綜述中涵蓋。zui近羡铲,Buschow和Schoenes調(diào)查了大多數(shù)積累的實驗MO數(shù)據(jù)蜂桶,讀者可以參考他們。對MOKE光譜學(xué)領(lǐng)域的兩個主要貢獻(xiàn)值得在此提及也切。第1個是Buschow和van Engen對極地MOKE進(jìn)行的大規(guī)模調(diào)查扑媚。為了尋找可以應(yīng)用于MO記錄設(shè)備的材料,Buschow和van Engen研究了數(shù)百種材料的MOKE光譜雷恃。在80年代疆股,MO研究的另一個目標(biāo)是提取有關(guān)電子結(jié)構(gòu)的信息,特別是鑭系和錒系化合物的電子結(jié)構(gòu)倒槐。這一研究指令由Schoenes及其同事承擔(dān)并完善旬痹。
在上世紀(jì)下半葉MO光譜的實驗研究蓬勃發(fā)展的同時,其理論描述卻幾乎沒有進(jìn)展。Argyres將MO現(xiàn)象的微觀起源歸因于SO耦合和自旋極化的相互作用两残,但無法將理論和測量的MO光譜進(jìn)行直接比較永毅。因此,大多數(shù)實驗數(shù)據(jù)仍然是用洛倫茲和德魯?shù)碌慕?jīng)典模型來分析的人弓。Cooper和Ehrenreich和Cooper提出了鎳中克爾效應(yīng)的第1個帶間理論沼死,可以與實驗進(jìn)行比較,他們考慮了當(dāng)時剛剛為人所知的鎳帶結(jié)構(gòu)崔赌。然而意蛀,所需的光學(xué)躍遷矩陣元素尚未計算,而只是估計健芭。這種情況隨著密度泛函理論和局部自旋密度近似(LSDA)的出現(xiàn)浸间,使得精確的能帶結(jié)構(gòu)計算成為可能。在此基礎(chǔ)上吟榴,并采用線性響應(yīng)理論的光電導(dǎo)率表達(dá)式魁蒜,Callaway及其同事采取了下一個決定性步驟,他們計算了Ni和Fe的對角線和非對角線光電導(dǎo)率的吸收部分吩翻。由于MO克爾效應(yīng)和法拉第效應(yīng)與非對角線光電導(dǎo)率直接相關(guān)兜看,這是MO光譜的第1個波段理論計算。理論和實驗之間的一致性并不是壓倒性的狭瞎∠敢疲卡拉威和他的同事沒有繼續(xù)計算對角線和非對角線電導(dǎo)率的色散部分,從這些部分他們可以計算法拉第和克爾光譜熊锭。八十年代末弧轧,幾個研究小組又開始研究MO光譜的計算問題。
Ebert和Uspenskii和Khalilov計算了3b鐵磁體對角線和非對角線電導(dǎo)率的吸收部分碗殷,這與Callaway和同事計算的光譜進(jìn)行了類似的實驗精绎,甚至有些不太好。Daalderop等人進(jìn)一步計算了UNiSn光導(dǎo)率的吸收成分锌妻,并通過Kramers-Kronig變換計算了色散成分代乃,隨后得到了第1個理論MOKE譜。Daalderop等人預(yù)測UNiSn的極性克爾旋轉(zhuǎn)為5c仿粹,但不幸的是搁吓,他們沒有發(fā)表在簡單系統(tǒng)上對他們的計算方法的測試。鑒于MO計算固有的困難吭历,這種測試似乎是強(qiáng)制性的堕仔。此外,UNiSn是一種強(qiáng)相關(guān)的反鐵磁材料晌区,到目前為止還沒有對鐵磁相的克爾效應(yīng)進(jìn)行測量摩骨。因此通贞,無法得出關(guān)于該方法適用性的結(jié)論。Fe和Ni的Kerr光譜的首次明確計算是由Oppeneer等人完成的仿吞,他們開發(fā)了一種計算技術(shù)來解決MO光譜評估所固有的困難滑频。由此計算的Fe的MO - Kerr效應(yīng)提供了實驗MOKE的詳細(xì)描述捡偏,并且計算的Ni的Kerr旋轉(zhuǎn)與低溫數(shù)據(jù)相當(dāng)好唤冈。這些結(jié)果表明,在相對論能帶結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上可以準(zhǔn)確地計算MO光譜银伟。從那時起你虹,許多化合物的kerr譜的從頭計算已被報道⊥埽總的來說傅物,這些研究提供了豐富的證據(jù),證明從第1原理能帶理論可以計算出精確的MO Kerr譜琉预,甚至超越了這一點(diǎn)董饰,證明對MOKE譜進(jìn)行從頭算預(yù)測是可行的。
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