在靜態(tài)單點(diǎn)測量的基礎(chǔ)上添加位移臺(tái)來達(dá)成對(duì)二維材料的平面掃描測量，可制作切割邊緣平面的二維地圖结笨。整個(gè)掃描克爾顯微鏡系統(tǒng)中還應(yīng)用到了二極管激光器包晰、鎖相放大器、光譜儀、差分放大器等器件。
掃描克爾顯微鏡系統(tǒng)
圖1顯示了掃描克爾顯微鏡光學(xué)設(shè)置的示意圖般眉。樣品在真空(p < 10?5 mbar)中安裝在He流低溫恒溫器的冷手指上，該低溫恒溫器可冷卻至約10 K树肃。樣品位于低溫恒溫器窗口下方約1mm處，切割邊緣平面朝上瀑罗。低溫恒溫器安裝在壓電工作臺(tái)的頂部胸嘴，壓電工作臺(tái)本身連接在一個(gè)xy工作臺(tái)上。壓電級(jí)沿試樣劈裂邊緣平面軸線的行程范圍為100μm斩祭。因此劣像，通過在靜態(tài)激光束下掃描樣品，可以制作切割邊緣平面的二維地圖停忿。
對(duì)于pMOKE測量電子自旋極化驾讲，使用連續(xù)波二極管激光器蚊伞。該激光器的光子能量在1.44 ~ 1.54 eV范圍內(nèi)可調(diào)諧席赂。因此吮铭，它可以選擇在GaAs帶隙Eg附近(10 K時(shí)約1.518 eV)，這對(duì)于優(yōu)化樣品的磁光Kerr響應(yīng)是必要的颅停。激光通過幾個(gè)寬帶介質(zhì)反射鏡引導(dǎo)到一個(gè)薄膜分束器谓晌。在這里,大約90%的光被傳輸并到達(dá)光譜儀，光譜儀用于確定激光的波長癞揉。剩下的10%的光被反射到顯微鏡物鏡上纸肉，物鏡將光聚焦到低溫恒溫器中的樣品上。物鏡的放大倍率為60喊熟，數(shù)值孔徑為0.70柏肪，工作距離約為2.5 mm。為了在切割邊緣平面上獲得盡可能小的激光光斑直徑芥牌，必須確保顯微鏡物鏡的整個(gè)孔徑均勻照射烦味。因此，光束在離開二極管激光器后用望遠(yuǎn)鏡加寬壁拉。樣品上的光強(qiáng)可以借助中性密度濾光輪來控制谬俄。測量時(shí)使用的探測激光功率約為10μW。激光在到達(dá)樣品之前被格蘭-湯普森棱鏡線偏振弃理。光從樣品表面反射后溃论，偏振面旋轉(zhuǎn)克爾角θK，用沃拉斯頓棱鏡將反射光分成兩束正交偏振光束痘昌，用差分放大器測量相應(yīng)的光強(qiáng)差來檢測钥勋。該差分信號(hào)與克爾角成正比，因此也與砷化鎵導(dǎo)帶中的自旋極化成正比控汉。
鐵磁觸點(diǎn)的磁化以及GaAs中的自旋系綜可以用兩個(gè)電磁鐵來操縱笔诵，這兩個(gè)電磁鐵位于低溫恒溫器外部，樣品位于其中心姑子，如圖3.6所示乎婿。空氣線圈磁體用于沿激光束的敏感方向(= x軸)切換噴射器觸點(diǎn)的磁化街佑。因此谢翎，在關(guān)閉磁場后，允許沿注入器觸點(diǎn)的兩個(gè)相應(yīng)的剩余磁化方向進(jìn)行自旋注入沐旨。另一方面森逮，軟鐵芯磁體產(chǎn)生z方向(=樣品的面外方向)的場，并用于進(jìn)行Hanle退極化測量磁携。
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