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山东样本
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——眼见为实:让磁学测试可视化?/strong>
致真精密仪器(青岛)有限公司生产皃strong>多功能高分辨率磁光克尔显微成像系绞/strong>,以自主设计的光路结构及奥林巴斯、索莱博光电元件为基础制造,适用于磁性材? 自旋电子器件的磁畴成像和动力学研究、/span>
多功能探针台,能够提供面内、垂直磁场及多对直流/ 髗/span>频探? 磁光成像与自旋输运测?*结合?/span>
☄/span>高达1.8T 垂直磁场? T 面内磁场?K-800K 变温,可?/span>于硬磁材料成像研究、/span>
多功能控制系绞/strong>
测试信号控制
- 垂直/ 面内磁场/ 电流/ 微波等多路信 s 级别同步施加:/span>
- 各信号的波形、幅度、频率、相对延时等参数轻松调节、/span>
图像处理
- 实时作差消背底噪声;
- 自动纠正震动漂移等、/span>
信号解析
- 电流、磁场测试信号的实时显示:/span>
- 基于克尔图像分析,对样品局 ?00 nm 或全局做磁滞回线扫描、/span>
磁场探针?/strong>
面内磁场
☄/span> 高达1 T,反应速度50 ms,精确度0.1 mT、/span>
三路垂直磁铁任意切换
☄/span>磁场19span>高达1.8 T,反应速度50 ms,精确度0.1 mT:/span>
☄/span>磁场29span>高达30 mT,反应速度50 s,精确度0.01 mT:/span>
☄/span>磁场39span>高达50 mT,反应速度1 s 精确?.01 mT:/span>
☄/span>可配? 个直? 高频探针,配?0 V?0 MHz任意波形信号源、/span>
成像效果
☄/span> 克尔成像分辨?00 nm ?00 倍物镜):/span> ☄/span> 视野?.2 mm1 mm ? 倍物镜):/span> ☄/span> 能检? 个原子层薄膜的磁性变化、/span> | CoFeB(1.3 nm)/W(0.2)/CoFeB(0.5) 薄膜中的迷宫畳/span> |
图像处理
☄/span> 以任意图像为背底,实时作差消噪声:/span>
☄/span>图像漂移校正,自动添加比例尺等功能、/span>
CoFeB(20 nm) 薄膜中, [ 面内磁场20mT] 驱动磁畴翻转 CoTb 亚铁磁微米线中SOT 驱动的磁性翻?/span> | CoFeB/W/CoFeB 薄膜中的微米大小的磁泠/span> 200 nm 宽的Ta/CoFeB/MgO 线中+/span> [120 mT 5 s] 磁场脉冲驱动畴壁移动 |
其他功能
☄/span> 分析全局或者局 ?00 nm 克尔图像,获得磁滞回线;
☄/span>磁滞回线的横轴可以为面内、垂直磁场或者电流等任意激励信号;
☄/span>可配置变温系统:4K-800K 温度可调:/span>
☄/span>搭配ST-FMR,二次谐波等测试系统和软件;
☄/span>预留各种接口,可根据实验需求自主改装、/span>
应用案例
局部磁本征参数表征
克尔显微镜有一套表征几乎所有磁学本征参数的方法。与其它表征方法相比,优势是可以进行微小区域内(300 nm 的局部性质表征,为各种磁性调控实 (如辐照、压控、光控磁)、以及性质不均一的材料表征提供了可能性、/span>
局部饱和磁化强度MS表征 由于偶极作用,磁畴壁在靠近时会相互排斥。通过观察不同磁场下畴壁的距离,可以提取局部区域的饱和磁化强度MS。此方法由巴? 萨克雷大学Nicolas Vernier 教授(本公司技术顾问)?014 年首先提出并验证。与VSM 测量结果得到良好吻合[1]、/span> | |
局部各向异性能 K 的表?/span> 通过分析局域克尔图像明暗变化,可以获得磁滞回线,从而提取局部区域等效各向异性场强度、/span> | |
海森堡交换作用常数Aex 用我们的磁场“自定义波形”功能,将样品震荡退磁,再将得到的迷宫畴图片进行傅里叶变换,能够精确得知磁畴宽度,从而提取海森堡交换作用刚度[2]、/span> | 退磁状态下的薄膜材料的磁畴结构 |
Dzyaloshinskii-Moriya 作用 DMI 的表?/strong> 利用面内磁场和垂直磁场共同作用下的磁畴壁非对称性扩张,能够测量薄膜材料的DMI 作用强度。基于此款设备的得到的成果发表在Nanoscale 杂志[3]、/span> |
参考文献:
[1] Yu Zhang et al. Phys. Rev. Appl. 9 064027 (2018).
[2] M. Yamanouchi et al. IEEE Magn. Lett. 2 3000304 (2011).
[3] Anni Cao et al. Nanoscale 10 12062 (2018).
磁畴壁动力学研究
磁场、电流或者其它激励下磁畴壁的移动速度测量
方法:施加幅度为B 宽度为t 的磁? 电流脉冲,在脉冲 前后分别拍摄克尔图像并作差,获得畴壁移动距离d,则逞/span> 度v=d/t、/span> 备注:有限视野范围内,超快畴壁运动的测量需要超短信 号脉冲。本系统配置 s 反应速度的磁场可实现200m/s 畴壁速度的测量、/span> | 10ms 力波磁场脉冲 4 s 超快磁场脉冲 |
磁畴壁张力效应的观测
利用微秒级别超快磁场脉冲,可在微小样品中创造出磁泡。利用此款高分辨率克尔显微镜?*观察到了磁畴壁在自身张力作用下的自发收缩过程[1-3]、/span>
磁畴壁Hall bar 处的钉扎作用
利用磁场脉冲,我们精确控制磁畴壁在纳米线中的位置。观察磁畴壁的钉扎过程并测量解钉扎磁圹sup>[1]、/span>
参考文献:
[1] Xueying Zhang et al. Phys. Rev. Appl. 9 024032 (2018).
[2] Xueying Zhang et al. Nanotechnology 29 365502 (2018).
[3] Anni Cao et al. IEEE Magn. Lett. 9 1 (2018).
自旋输运性质测试+成像
STT 电流驱动的磁畴壁运动
通过配备的探针和主控系统的任意波形发生器,可向样品施?0 ns–s 级别的方波,观察磁畴壁运动并测量速度、/span>
STT 电流与垂直磁场共同作用下的磁畴壁运动
在某些材料中,无法观测到纯电流驱动的磁畴壁运动。这时,可以利用此设?#956;s 级别的超快磁场脉冲与电流同步,观测垂直磁? 电流共同驱动的畴壁运动,从而解析多种物理效应,如重金属/ 铁磁体系的自旋极化率由于自旋散射降低的效库sup>[1]、/span>
微秒级精确同步的磁场和电流方波脉冱/span> |
电流与面内磁场共同作用下的磁畴壁运动
Hall 自旋流与面内磁场共同作用,诱导磁矩翻转,即所谓的SOT 翻转。本设备配置的面内磁场和电学测试系统,不但可以实现这个过程的电学测试,还可以利用相机与信号采集卡同步的功能,逐点解析翻转曲线对应的磁畴状?/span>[2]、/span>
参考文献:
[1] Xueying Zhang et al. Phys. Rev. Appl. 11 054041 (2019).
[2] Xiaoxuan Zhao et al. Nanotechnology 30 335707 (2019).
更多应用案例,请您致 010-85120277/78/79/80 或写信至 info@qd-********* 获取、/span>
测试数据
1. 检测磁性材料质野/span>
MgO/Co/Pt 样品9/span> MgO 晶格错位导致的Co 薄膜缺陷、/span> 在微小磁场作用下,缺陷周围即出现磁性翻转、/span> | 质量不好磁性薄膜, 磁性翻转过程中出现雪花状磁畴、/span> | 质量优良的磁性薄膜, 磁畴结构均匀,边缘光滑、/span> |
2. 检测缺陷位?/strong>
缺陷处,磁畴壁运动变形,形成钉扎效。利用高分辨率物镜,可以直接观察缺陷位置(红圈)、/span>
3. 自旋电子器件损伤检浊/span>
自旋电子器件中,在微加工过程中,样品边缘出现损伤,导致在磁场作用下稳定性下降,边缘首先出现翻转[1]、/span>
4. 解析磁滞回线结果
磁光克尔显微镜由于具有空间分辨优势,可以解析磁滞回线对应的磁畴状态。如右图,由于偶极作用比各向异性占优势,样品出现自发退磁、/span> |
参考文献:
[1] Yu Zhang et al. Phys. Rev. Appl. 9 064027 (2018).
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