MOKE mätsystem

Multifunktionellt magnetoptiskt Kerr Microscopic Imaging System är en avancerad vetenskaplig forskningsutrustning med hög känslighet, hög upplösning och flera funktioner. Systemet realiserar beröringsfri, dynamisk realtidsavbildning av magnetiska egenskaper hos material genom den magneto-optiska Kerr-effekten, och kan tydligt och intuitivt förstå den rumsliga fördelningen och tidsutvecklingen av magnetiseringstillstånd i magnetiska material och enheter, vilket är lämpligt för testning och produktutveckling av magnetiska material och spintroniska enheter.

Det magnetoptiska Kerr-mikrobildsystemet är baserat på den egendesignade optiska vägstrukturen och använder fotoelektriska komponenter från Olympus och Soleibo. Den används för magnetisk domänavbildning och dynamikstudier av magnetiska material/spintroniska enheter.

Hög känslighet: Systemet antar avancerad magneto-optisk detekteringsteknik, som kan upptäcka svaga magneto-optiska signaler och realisera fin observation av materiell magnetisk domänstruktur.

Hög upplösning: Systemet är utrustat med ett högprecisionsmikroskop och avbildningssystem, som kan presentera en tydlig bild av den mikroskopiska magnetiska domänen, vilket ger intuitiva bevis för studier av materials magnetiska egenskaper.

Mångsidighet: Förutom den grundläggande magnetiska domänavbildningsfunktionen har systemet även magnetfältskontroll, temperaturkontroll, spektralanalys och andra utökade funktioner för att möta olika vetenskapliga forskningsbehov.

Lätt att använda: systemet antar humaniserad design, gränssnittet är enkelt och tydligt, lätt att använda och är utrustat med intelligent dataanalysprogramvara, som automatiskt kan bearbeta experimentella data och förbättra effektiviteten.

Med magnetfält i planet, vertikalt magnetfält och flera par av DC/HF-sonder - den perfekta kombinationen av magneto-optisk avbildning och spinntransporttestning!

Det maximala vertikala magnetfältet 1,8 T, 1,4 T magnetfält i planet, 4K-873K variabel temperatur, kan användas för bildforskning av hårda magnetiska material

Principdiagram

Testsignalkontroll

1. Vertikalt magnetfält/magnetfält i planet/ström/mikrovåg och andra multipelsignaler, applicerade synkront på μs-nivå.

2. Varje signals vågform, amplitud, frekvens, relativ fördröjning och andra parametrar kan enkelt justeras.

Bildbehandling

1. Subtraktion i realtid för att eliminera bakgrundsljud;
2. Automatisk korrigering av vibrationsdrift etc.

Signalanalys

1. Realtidsvisning av ström- och magnetfälttestsignaler;

2. Utför hysteresloopskanning på provet lokalt (220 nm) eller globalt baserat på Kerr-bildanalys.

Magnetiska domänavbildningseffekter i vinkelrätt anisotropa magnetfilmer (1 nm tjocka)

Magnetiska domäner på ytan av permanent magnet (NdFeB) bulk

Nanofilmmaterial

Magnetiska domäner på ytan av silikonstålblock

Studera egenskaperna hos magnetiska material

(1) Upptäck kvaliteten på magnetiska material

(2) Upptäck defekt plats

Vid defekten rör sig den magnetiska domänväggen och deformeras, vilket bildar en nåleffekt. Med en högupplöst objektivlins kan den defekta positionen observeras direkt (röd cirkel)

(3) Skadedetektering av spintroniska enheter

Under mikrotillverkningsprocessen för spintroniska enheter skadas kanten på provet, vilket leder till en minskning av stabiliteten under inverkan av ett magnetfält, och kanten vänds först.

(4) Analysera resultaten av hysteresloopen

Magneto-optiskt Kerr-mikroskop kan analysera det magnetiska domäntillståndet som motsvarar hysteresloopen på grund av dess spatialupplösningsfördel. Som visas till vänster uppvisar provet spontan avmagnetisering på grund av dominansen av dipoleffekter över anisotropi.

Kerr-mikroskopet har en omfattande uppsättning metoder för att karakterisera nästan alla magnetiska egenparametrar.

Jämfört med andra karakteriseringsmetoder är dess betydande fördel att den kan utföra fin karakterisering av lokal natur på ett mycket litet område (220 nm). Denna typ av mikroskop är mycket lämplig för alla typer av magnetometriexperiment, såsom bestrålning, spänningskontroll och optomagnetisk kontroll, och kan effektivt analysera material med ojämna egenskaper.

Karakterisering av de lokala mättnadsmagnetiseringsegenskaperna M: Genom att observera avståndsförändringen av den magnetiska domänväggen under olika magnetfält kan Kerr-mikroskopet extrahera den lokala mättnadsmagnetiseringen M. Principen för denna metod är baserad på fenomenet ömsesidig repulsion orsakad av dipolinteraktionen när de magnetiska domänväggarna är nära varandra. Metoden föreslogs och validerades först 2014 av professor Nicolas Vernier vid University of Paris Saceray, och överensstämmer i hög grad med VSM-mätningar.

Karakterisering av lokal anisotrop energi k: Genom att analysera de ljusa och mörka förändringarna av lokala Kerr-bilder kan hysteresloopen erhållas, och sedan kan den ekvivalenta anisotropiska fältstyrkan för den lokala regionen extraheras.

Mätning av Heisenbergs utbytesinteraktionskonstant: Med hjälp av Kerr-mikroskopets magnetfältsfunktion "anpassad vågform" kan vi oscillera avmagnetisering av provet. Sedan kan Fouriertransformen av den erhållna labyrintdomänkartan exakt bestämma domänbredden och sedan extrahera Heisenberg-utbytesinteraktionens styvhet.

Karakterisering av Dzyaloshinskii-Moriya-interaktion (DMI): Genom att observera den asymmetriska expansionen av den magnetiska domänväggen under den kombinerade verkan av magnetfältet i planet och det vertikala magnetfältet, kan Kerr-mikroskopet mäta DMI-intensiteten hos det tunna filmmaterialet .

Metod: Först appliceras ett magnetfält eller strömpuls med amplitud B och bredd t. Därefter erhölls Kerr-bilderna före och efter pulsen, och avståndet d för domänväggens rörelse erhölls genom skillnadsberäkning. Slutligen beräknas domänväggens hastighet enligt hastighetsformeln v=d/t.

Obs: Mätningen av ultrasnabb domänväggrörelse kräver användning av ultrakorta signalpulser i ett begränsat synfält. Systemet är konfigurerat med ett magnetfält med en svarshastighet på μs, vilket möjliggör mätning av domänväggshastigheter upp till 200 m/s.

Observation av effekten av magnetisk domänväggspänning: Med hjälp av ultrasnabba magnetfältspulser i storleksordningen mikrosekunder kan vi generera magnetiska bubblor i små prover. För första gången har vi framgångsrikt observerat den spontana sammandragningen av magnetiska domänväggar under deras egen spänning med hjälp av ett högupplöst Kerr-mikroskop.

Fenomenet med domänväggar fästa på Hall-stavar: Med hjälp av magnetfältspulser kan vi exakt styra domänväggarnas position i nanotråden. Genom att observera fastsättningsprocessen för den magnetiska domänväggen kan vi mäta data relaterade till det fasta magnetfältet.

1. Magnetisk domänväggrörelse driven av STT-ström.
Genom den utrustade sonden och den godtyckliga vågformsgeneratorn i huvudkontrollsystemet kan en fyrkantvåg på 50 ns~s nivå appliceras på provet, och den magnetiska domänväggens rörelse kan observeras och hastigheten kan mätas.

2. Magnetisk domänväggrörelse under samverkan av STT-ström och vertikalt magnetfält.
I vissa material kan en rent strömdriven domänväggrörelse inte observeras. Vid denna tidpunkt kan den ultrasnabba magnetfältspulsen på μs-nivån för denna enhet synkroniseras med strömmen för att observera domänväggens rörelse som drivs av det vertikala magnetfältet + ström, för att analysera olika fysiska effekter, såsom spinpolariserbarheten av tungmetallen/ferromagnetiska systemet på grund av effekten av minskning av spinnspridning.

3. Magnetisk domänväggrörelse under samverkan av ström och magnetfält i planet.
Hall-spinströmmen interagerar med magnetfältet i planet för att inducera en magnetisk momentflip, den så kallade SOT-flip. Magnetfältet och det elektriska testsystemet i planet som konfigurerats av denna utrustning kan inte bara realisera det elektriska testet av denna process, utan också använda kamerans synkroniseringsfunktion och signalinsamlingskortet för att analysera det magnetiska domäntillståndet som motsvarar vändkurvan punkt till punkt.

4. Introduktion till transportprovning.
Med Keithley 6221 och 2182A källmätare kan den mäta Hall-effekt, IV-karakteristik (resistivitet) och magnetoresistans (MR). Med mikrovågskälla, mikrovågsprob och lock-in förstärkare etc. kan ST-FMR och andra övertonstest utföras för att karakterisera provets spin-omloppsmoment.

1,220 nm (100x oljedoppningsobjektiv) / 450 nm (objektiv med lång arbetsavstånd, spetskompatibel);
2. Maximalt synfält: 1,2 mm×1 mm (5x objektiv);
3. Den kan upptäcka den magnetiska förändringen av tunna filmer med två atomlager.

CoFeB(1.3nm)/W(0.2)/CoFeB(0.5) Labyrintdomäner i tunna filmer

Med vilken bild som helst som bakgrund, realtidskorrigering av subtraktionsbrus, bilddriftskorrigering, automatisk tillägg av skala och andra funktioner.

I CoFeB (20 nm) tunna filmer (magnetfält i planet 20 mT) driver magnetisk domänväxling.

Skyrmion magnetiska bubblor i W/CoFeB/MgO tunna filmer.

SOT-driven magnetisk omkoppling i CoTb ferrimagnetiska mikrometertrådar

Domänväggsrörelse drivs av (120mT, 5 μs) magnetfältspulser i 200 nm breda Ta/CoFeB/MgO-trådar.

Vi erbjuder olika fraktalternativ inklusive sjö-, flyg- och expressleverans, skräddarsydda för att möta våra kunders unika behov. Vår prioritet är att tillhandahålla kostnadseffektiva och snabba leveranstjänster som uppfyller deras förväntningar.