Кіріспе
Магниттелген беттен шағылысқан жарықтың өзгеруі Физикада магнитооптикалық Керр эффектісі (MOKE) немесе беткі магнитооптикалық Керр эффектісі (SMOKE) магнитооптикалық эффектілердің бірі болып табылады. Бұл магниттелген беттен шағылысқан жарықтың өзгеруін сипаттайды. Ол материалдардың магниттеу құрылымын зерттеу үшін Керр микроскопы сияқты құрылғыларда материалдарды зерттеуде қолданылады.
In physics the magneto optic Kerr effect (MOKE) or the surface magneto optic Kerr effect (SMOKE) is one of the magneto optic effects. It describes the changes to light reflected from a magnetized surface. It is used in materials science research in devices such as the Kerr microscope, to investigate the magnetization structure of materials.
Анықтама
Магниттік-оптикалық Керр эффекті жарық магниттелген беттен шағылысқанда пайда болады және поляризацияны да, шағылысқан интенсивтілікті де өзгерте алады. Магниттік-оптикалық Керр эффекті Магниттік материал арқылы жарық берілуінің өзгеруін сипаттайтын Фарадей эффектіне ұқсас. Керрдің магниттік-оптикалық эффектісі магниттік беттен шағылған жарықтың өзгеруін сипаттайды. Екі әсер де диэлектрлік тензордың диагональдан тыс компоненттерінен туындайды. Бұл диагональдан тыс компоненттер магнитооптикалық материалға анизотроптық рұқсат береді, яғни оның рұқсат етуі әртүрлі бағытта әртүрлі болады. Пермимиттiлiк материалдағы жарық жылдамдығына әсерiн тигiзедi: онда материал арқылы жарық жылдамдығы, материалдың пермимиттiлiгi және магниттiк өткiзушiлiк; осылайша жарық жылдамдығы оның бағытына байланысты өзгерiс табады. Бұл поляризацияланған жарық фазасының ауытқуына әкеледі. Бұл әсер көбінесе Керр бұрышы мен Керр эллиптикалық мәні бойынша өлшенеді. Керр бұрышы - сызықтық поляризацияланған жарықтың үлгіге соққаннан кейін айналатын бұрышы. Керр эллиптикалық немесе (математикадан алынған эллиптикалықпен шатастырмау керек) - сызықтық поляризацияланған жарықтың шағылысуынан пайда болған эллиптикалық поляризацияланған жарықтың жартылай үлкен және жартылай кіші осьтерінің арақатынасы.
where is the velocity of light through the material, is the material permittivity, and is the magnetic permeability; and thus the speed of light varies depending on its orientation. This causes fluctuations in the phase of polarized incident light. This effect is often quantified in terms of its Kerr angle and its Kerr ellipticity. The Kerr angle is the angle that linearly polarized light will be rotated after hitting the sample. The Kerr ellipticity or (not to be confused with ellipticity from mathematics) is the ratio of the semimajor and semiminor axes of the elliptically polarized light, generated from reflection of linearly polarized light.
Геометрия
MOKE магниттеу векторының кері айналатын бет пен түсу жазықтығына қатысты бағыты бойынша жіктелуі мүмкін.
Полярлық МОКЕ
Магниттану векторы шағылысу бетіне перпендикуляр және түсу жазықтығына параллель болған кезде, әсер полярлық Керр эффекті деп аталады. Талдауды жеңілдету үшін және басқа екі конфигурация қалыпты кездескенде Керрдің айналуының жоғалуы болғандықтан, полярлық геометрияда тәжірибелер жүргізген кезде қалыпты кездесетін шамаға жақын жиілік қолданылады.
Ұзындық бойынша MOKE
Ұзындықтағы әсерде магниттеу векторы шағылысу бетіне де, түсу жазықтығына да параллель. Ұзындықты орнату жарықты кері қайтарылатын беттен бұрыштаған бұрыштаған және оған қалыпты емес, полярлы MOKE үшін пайдаланылатын жарықты қамтиды. Сол сияқты, бетке түсетін сызықтық поляризацияланған жарық эллиптік поляризацияланады, поляризацияның өзгеруі магнетизация компонентіне тікелей пропорционалды, ол шағылысу бетіне параллель және түсу жазықтығына параллель. Бұл эллиптік поляризацияланған жарық бірінші реттік екі перпендикуляр векторға ие, атап айтқанда стандартты Френель амплитудасының шағылысу коэффициенті және Керр коэффициенті Керр коэффициенті әдетте шағылысу коэффициентіне қарағанда әлдеқайда кіші.
Көлденең МОКЕ
Магниттанудың түсу жазықтығына перпендикуляр және бетке параллель болғанда ол көлденең конфигурацияда деп аталады. Бұл жағдайда, түскен жарық да шағылысу бетінде қалыпты емес, бірақ шағылысудан кейінгі жарықтың полярлығын өлшеудің орнына шағылысу қабілетін өлшеуге болады. Бұл рефлективтілік өзгеруі магниттеу компонентіне пропорционалды, ол жоғарыда көрсетілгендей, түсу жазықтығына перпендикуляр және бетке параллель. Егер магниттеу компоненті, көзден қараған кезде, соққылау жазықтығының оң жағына бағытталса, онда Керр векторы Френель амплитудасы векторына қосылады және шағылысқан жарықтың интенсивтілігі болып табылады. Екінші жағынан, егер магниттеу компоненті, көзден қараған кезде, соққылау жазықтығының сол жағына бағытталса, Керр векторы Френель амплитудасынан кемиді және шағылысқан интенсивтілік беріледі .
Квадраттық MOKE
Тиісті магниттеу компоненттерінен сызықтық тәуелді полярлық, бойлық және көлденең Керр эффектісінен басқа, жоғары дәрежелі квадраттық эффектілер де бар, олар үшін Керр бұрышы полярлық, бойлық және көлденең магниттеу компоненттерін қамтитын өнім терминдеріне байланысты. Бұл әсерлер Войгтың әсері немесе Кэррдің квадраттық әсері деп аталады. Квадраттық магнитооптикалық Керр эффектісі (QMOKE) Co2FeSi және Co2MnGe сияқты Гейслер қорытпаларында күшті кездеседі
are referred to as Voigt effect or quadratic Kerr effect. Quadratic magneto optic Kerr effect (QMOKE) is found strong in Heusler alloys such as Co2FeSi and Co2MnGe
Микроскопиялық
Керр микроскопы магниттік материалдың бетіндегі магниттеудің айырмашылығын бейнелеу үшін MOKE-ге сүйенеді. Керр микроскопында жарық беретін жарық алдымен поляризатор сүзгісі арқылы өтеді, содан кейін үлгіден шағылып, анализердің поляризатор сүзгісі арқылы өтеді, содан кейін кәдімгі оптикалық микроскоптан өтеді. MOKE геометриясының әртүрлілігі әртүрлі поляризацияланған жарықты қажет ететіндіктен, поляризатордың түсуші жарықтың поляризациясын өзгерту мүмкіндігі болуы керек (түсті, сызықтық және эллипстік). Поляризделген жарық сынама материалдан шағылысқанда, келесілердің кез келген комбинациясында өзгеріс болуы мүмкін: Керр айналуы, Керр эллиптикалықтығы немесе поляризделген амплитуда. Поляризацияның өзгеруін анализатор жарық интенсивтілігінің өзгеруіне айналдырады, олар көрінеді. Компьютерлік жүйе көбінесе поляризацияның осы өзгерістерінен жер бетіндегі магнит өрісінің кескінін жасау үшін қолданылады.
Магниттік медиа
Магниттік оптикалық (МО) дискілер 1985 жылы енгізілді. МО дискілері лазер мен электромагнитті пайдалана отырып жазылған. Лазер табаны Кюри температурасынан жоғары қызады, сол кезде электромагнит бұл битті 1 немесе 0 ретінде бағдарлайды. Оқу үшін лазер төменгі интенсивтілікте жұмыс істейді және поляризацияланған жарық шығарады. Қайта шағылған жарық 0 немесе 1 арасында айқын айырмашылықты көрсететін талдаудан өтеді.
Ашылу
Магниттік-оптикалық Керр эффектісін 1877 жылы Джон Керр ашқан.