Система измерения MOKE

Многофункциональная магнитооптическая система микроскопической визуализации Керра — это передовое научно-исследовательское оборудование с высокой чувствительностью, высоким разрешением и множеством функций. Система реализует бесконтактную динамическую визуализацию магнитных свойств материалов в реальном времени с помощью магнитооптического эффекта Керра и может четко и интуитивно понимать пространственное распределение и временную эволюцию состояний намагниченности в магнитных материалах и устройствах, что подходит для тестирования и разработки продуктов магнитных материалов и спинтронных устройств.

Магнитооптическая система микровизуализации Kerr основана на разработанной нами оптической структуре пути и использует фотоэлектрические компоненты Olympus и Soleibo. Она используется для визуализации магнитных доменов и динамических исследований магнитных материалов/спинтронных устройств.

Высокая чувствительность: система использует передовую технологию магнитооптического обнаружения, которая позволяет обнаруживать слабые магнитооптические сигналы и осуществлять точное наблюдение за структурой магнитных доменов материала.

Высокое разрешение: система оснащена высокоточным микроскопом и системой визуализации, которая может предоставить четкое изображение микроскопического магнитного домена, предоставляя наглядные доказательства для изучения магнитных свойств материалов.

Универсальность: в дополнение к базовой функции визуализации магнитных доменов система также имеет функции управления магнитным полем, контроля температуры, спектрального анализа и другие расширенные функции для удовлетворения различных потребностей научных исследований.

Простота эксплуатации: система имеет гуманизированный дизайн, интерфейс прост и понятен, удобен в эксплуатации и оснащена интеллектуальным программным обеспечением для анализа данных, которое может автоматически обрабатывать экспериментальные данные и повышать эффективность.

С магнитным полем в плоскости, вертикальным магнитным полем и несколькими парами DC/HF-зондов — идеальное сочетание магнитооптической визуализации и тестирования спинового транспорта!

Максимальное вертикальное магнитное поле 1,8 Тл, плоскостное магнитное поле 1,4 Тл, переменная температура 4К-873К, может использоваться для исследования изображений магнитотвердых материалов.

Принципиальная схема

Контроль тестового сигнала

1. Вертикальное магнитное поле/плоскостное магнитное поле/ток/микроволны и другие множественные сигналы, применяемые синхронно на уровне мкс;

2. Форму волны, амплитуду, частоту, относительную задержку и другие параметры каждого сигнала можно легко настроить.

Обработка изображений

1. Вычитание в реальном времени для устранения фонового шума;
2. Автоматическая коррекция дрейфа вибрации и т.д.

Анализ сигнала

1. Отображение в реальном времени тестовых сигналов тока и магнитного поля;

2. На основе анализа изображения Керра выполните сканирование петли гистерезиса на образце локально (220 нм) или глобально.

Эффекты визуализации магнитных доменов в перпендикулярно анизотропных магнитных пленках (толщиной 1 нм)

Магнитные домены на поверхности постоянного магнита (NdFeB)

Нанопленочный материал

Магнитные домены на поверхности блока кремниевой стали

Изучение свойств магнитных материалов

(1)Определение качества магнитных материалов

(2)Определение местоположения дефекта

В дефекте магнитная доменная стенка движется и деформируется, формируя эффект закрепления. Используя объектив высокого разрешения, можно непосредственно наблюдать положение дефекта (красный круг)

(3)Обнаружение повреждений спинтронных устройств

В процессе микропроизводства спинтронных устройств край образца повреждается, что приводит к снижению устойчивости под действием магнитного поля, и край сначала переворачивается.

(4)Анализ результатов петли гистерезиса

Магнитооптический микроскоп Керра может анализировать состояние магнитного домена, соответствующее петле гистерезиса, благодаря своему преимуществу в пространственном разрешении. Как показано слева, образец демонстрирует спонтанное размагничивание из-за доминирования дипольных эффектов над анизотропией.

Микроскоп Керра обладает полным набором методов для характеристики практически всех собственных магнитных параметров.

По сравнению с другими методами характеризации, его существенное преимущество заключается в том, что он может выполнять тонкую характеристику локальной природы в очень малой области (220 нм). Этот тип микроскопа очень подходит для всех видов экспериментов по магнитометрии, таких как облучение, контроль напряжения и оптомагнитный контроль, и может эффективно анализировать материалы с неоднородными свойствами.

Характеристика локальных свойств намагниченности насыщения M: Наблюдая изменение расстояния магнитной доменной стенки под действием различных магнитных полей, микроскоп Керра может извлечь локальную намагниченность насыщения M. Принцип этого метода основан на явлении взаимного отталкивания, вызванного дипольным взаимодействием, когда магнитные доменные стенки находятся близко друг к другу. Метод был впервые предложен и проверен в 2014 году профессором Николя Вернье из Парижского университета Сасере и в высокой степени согласуется с измерениями VSM.

Характеристика локальной анизотропной энергии k: Анализируя светлые и темные изменения локальных изображений Керра, можно получить петлю гистерезиса, а затем извлечь эквивалентную анизотропную напряженность поля локальной области.

Измерение константы обменного взаимодействия Гейзенберга: Используя функцию «пользовательской формы волны» магнитного поля микроскопа Керра, мы можем осциллировать размагничивание образца. Затем преобразование Фурье полученной карты доменов лабиринта может точно определить ширину домена, а затем извлечь жесткость обменного взаимодействия Гейзенберга.

Характеристика взаимодействия Дзялошинского-Мория (ВДМ): Наблюдая асимметричное расширение стенки магнитного домена под совместным действием магнитного поля в плоскости и вертикального магнитного поля, микроскоп Керра может измерять интенсивность ВДМ тонкопленочного материала.

Метод: Сначала применяется магнитное поле или импульс тока с амплитудой B и шириной t. Затем получаются изображения Керра до и после импульса, а расстояние d перемещения доменной стенки определяется путем вычисления разницы. Наконец, скорость доменной стенки вычисляется по формуле скорости v=d/t.

Примечание: Измерение сверхбыстрого движения доменной стенки требует использования сверхкоротких импульсов сигнала в ограниченном поле зрения. Система сконфигурирована с магнитным полем со скоростью отклика мкс, что позволяет измерять скорости доменной стенки до 200 м/с.

Наблюдение эффекта натяжения магнитных доменных стенок: Используя сверхбыстрые импульсы магнитного поля порядка микросекунд, мы можем генерировать магнитные пузырьки в крошечных образцах. Впервые мы успешно наблюдали спонтанное сокращение магнитных доменных стенок под действием их собственного натяжения с помощью микроскопа Керра высокого разрешения.

Феномен доменных стенок, закрепленных на стержнях Холла: Используя импульсы магнитного поля, мы можем точно контролировать положение доменных стенок в нанопроволоке. Наблюдая процесс закрепления магнитной доменной стенки, мы можем измерить данные, связанные с закрепляющим магнитным полем.

1. Движение магнитной доменной стенки, вызванное током STT.
С помощью оснащенного зонда и генератора сигналов произвольной формы основной системы управления можно подать на образец прямоугольную волну уровнем 50 нс~с, а также наблюдать движение стенки магнитного домена и измерять скорость.

2. Движение магнитной доменной стенки под совместным действием тока STT и вертикального магнитного поля.
В некоторых материалах невозможно наблюдать движение доменной стенки, вызванное исключительно током. В это время сверхбыстрый импульс магнитного поля на уровне мкс этого устройства может быть синхронизирован с током для наблюдения за движением доменной стенки, вызванным вертикальным магнитным полем + током, чтобы анализировать различные физические эффекты, такие как спиновая поляризуемость системы тяжелый металл/ферромагнит из-за эффекта снижения спинового рассеяния.

3. Движение магнитной доменной стенки под совместным действием тока и плоскостного магнитного поля.
Спиновый ток Холла взаимодействует с магнитным полем в плоскости, вызывая переворот магнитного момента, так называемый переворот SOT. Магнитное поле в плоскости и электрическая испытательная система, сконфигурированная этим оборудованием, могут не только реализовать электрический тест этого процесса, но и использовать функцию синхронизации камеры и платы сбора сигнала для анализа состояния магнитного домена, соответствующего кривой переворота, точка за точкой.

4. Введение в транспортные испытания.
С помощью Keithley 6221 и 2182A source meter можно измерять эффект Холла, IV характеристику (сопротивление) и магнитосопротивление (MR). С помощью микроволнового источника, микроволнового зонда и синхронного усилителя и т. д. можно выполнять ST-FMR и тест второй гармоники для характеристики спин-орбитального момента образца.

1,220 нм (объектив с масляной иммерсией 100x) / 450 нм (объектив с большим рабочим расстоянием, совместимый с наконечником);
2. Максимальное поле зрения: 1,2 мм×1 мм (объектив 5x);
3. Он может обнаруживать магнитные изменения тонких пленок из 2 атомных слоев.

CoFeB(1,3 нм)/W(0.2)/CoFeB(0.5) Лабиринтные домены в тонких пленках

Использование любого изображения в качестве фона, вычитание шума в реальном времени, коррекция дрейфа изображения, автоматическое добавление масштаба и другие функции.

В тонких пленках CoFeB (20 нм) (магнитное поле в плоскости 20 мТл) вызывает переключение магнитных доменов.

Магнитные пузырьки Скирмиона в тонких пленках W/CoFeB/MgO.

Магнитное переключение, управляемое SOT, в ферримагнитных микрометрических проволоках CoTb

Движение доменной стенки, вызванное импульсами магнитного поля (120 мТл, 5 мкс) в проводах Ta/CoFeB/MgO шириной 200 нм.

Мы предлагаем разнообразные варианты доставки, включая морскую, воздушную и экспресс-доставку, адаптированные под уникальные потребности наших клиентов. Наш приоритет — предоставление экономически эффективных и быстрых услуг по доставке, которые соответствуют их ожиданиям.