Введение

Изменения света, отраженного от намагниченной поверхности В физике магнитооптический эффект Керра (MOKE) или поверхностный магнитооптический эффект Керра (SMOKE) является одним из магнитооптических эффектов. Это описывает изменения света, отражаемого от намагниченной поверхности. Он используется в научных исследованиях материалов в таких устройствах, как микроскоп Керра, для исследования магнитной структуры материалов.

Определение

Магнитооптический эффект Керра проявляется, когда свет отражается от намагниченной поверхности и может изменять как поляризацию, так и интенсивность отражения. Магнитооптический эффект Керра похож на эффект Фарадея, который описывает изменения в передаче света через магнитный материал. В отличие от этого, магнитооптический эффект Керра описывает изменения света, отраженного от магнитной поверхности. Оба эффекта возникают из диагональных компонентов диэлектрического тензора. Эти диагональные компоненты придают магнитооптическому материалу анизотропную разрешающую способность, что означает, что его разрешающая способность различна в разных направлениях. Пропускательность влияет на скорость света в материале: где скорость света через материал, где пропускательность материала, а где магнитная проницаемость; и, таким образом, скорость света варьируется в зависимости от его ориентации. Это вызывает колебания фазы поляризованного падающего света. Этот эффект часто количественно определяется с точки зрения его угла Керра и эллиптичности Керра. Угол Керра - это угол, по которому линейно поляризованный свет будет вращаться после попадания на образец. Эллиптичность Керра (не путать с эллиптичностью из математики) - соотношение полукрупной и полумаленькой осей эллиптически поляризованного света, полученного от отражения линейно поляризованного света.

Геометрия

MOKE можно далее классифицировать по направлению вектора намагничивания относительно отражающей поверхности и плоскости падения.

Полярный МОК

Когда вектор намагничивания перпендикулярен поверхности отражения и параллелен плоскости падения, эффект называется полярным эффектом Керра. Для упрощения анализа, и потому что другие две конфигурации имеют исчезающее вращение Керра при нормальной частоте, близкая к нормальной частоте обычно используется при проведении экспериментов в полярной геометрии.

Продольная МОКЕ

В продольном эффекте вектор намагничивания параллелен как поверхности отражения, так и плоскости падения. Продольная установка включает свет, отраженный под углом от поверхности отражения, а не нормально к ней, как это используется для полярного MOKE. Аналогичным образом линейно поляризованный свет, падающий на поверхность, становится эллиптически поляризованным, при этом изменение поляризации прямо пропорционально компоненту магнетизации, который параллелен поверхности отражения и параллелен плоскости падения. Этот эллиптически поляризованный свет первого порядка имеет два перпендикулярных вектора, а именно стандартный коэффициент амплитуды Френеля и коэффициент Керра. Коэффициент Керра, как правило, намного меньше, чем коэффициент отражения.

Поперечная MOKE

Когда магнитация перпендикулярна плоскости падения и параллельна поверхности, она находится в поперечной конфигурации. В этом случае падающий свет также не нормален для поверхности отражения, но вместо измерения полярности света после отражения измеряется отражательная способность. Это изменение отражения пропорционально компоненту намагничивания, который перпендикулярен плоскости падения и параллелен поверхности, как выше. Если компонент магнетизации указывает вправо от падающей плоскости, как это видно из источника, то вектор Керра добавляет к вектору амплитуды Френеля и интенсивность отраженного света является . С другой стороны, если компонент компонента магнетизации указывает слева от падающей плоскости, как это видно из источника, вектор Керра вычитает из амплитуды Френеля и отраженная интенсивность дается .

Квадратный MOKE

В дополнение к полярному, продольному и поперечному эффекту Керра, которые линейно зависят от соответствующих компонентов намагничивания, существуют также эффекты квадратного порядка более высокого порядка, для которых угол Керра зависит от выраженных в произведении, включающих полярные, продольные и поперечные компоненты намагничивания. Эти эффекты называются эффектом Войга или эффектом Кера. Квадратный магнитооптический эффект Керра (QMOKE) обнаруживается в таких сплавах Гейслера, как Co2FeSi и Co2MnGe

Микроскопия

Микроскоп Керра полагается на MOKE для изображения различий в намагниченности на поверхности магнитного материала. В микроскопе Керра освещающий свет сначала проходит через поляризаторный фильтр, затем отражается от образца и проходит через поляризаторный фильтр анализатора, прежде чем проходить через обычный оптический микроскоп. Поскольку различные геометрии MOKE требуют разного поляризованного света, поляризатор должен иметь возможность изменять поляризацию падающего света (циркулярный, линейный и эллиптический). Когда поляризованный свет отражается от образца, может произойти изменение любой комбинации следующих характеристик: вращение Керра, эллиптичность Керра или поляризованная амплитуда. Изменения поляризации преобразуются анализатором в изменения интенсивности света, которые видны. Компьютерная система часто используется для создания изображения магнитного поля на поверхности из этих изменений поляризации.

Магнитные носители

Магнитно-оптические (МО) приводы были введены в 1985 году. Диски MO были написаны с помощью лазера и электромагнита. Лазер нагревает блюдо выше температуры Кюри, и в этот момент электромагнит ориентирует этот бит как 1 или 0. Для чтения лазер работает с меньшей интенсивностью и излучает поляризованный свет. Отраженный свет анализируется, показывая заметную разницу между 0 или 1.

Открытие

Магнитооптический эффект Керра был открыт в 1877 году Джоном Керром.