探測(cè)材料的磁性

磁性薄膜材料在傳感和存儲(chǔ)元件的技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。使用 X 射線散射可以研究磁性薄膜的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為，以更詳細(xì)地了解它們的行為。

鐵磁薄膜表現(xiàn)出有趣的物理行為，被認(rèn)為對(duì)未來(lái)的傳感和存儲(chǔ)應(yīng)用具有很大的意義。在最近發(fā)表的一份報(bào)告中，法國(guó)、意大利、斯洛文尼亞和英國(guó)的一個(gè)國(guó)際研究小組報(bào)告了他們?yōu)楦玫亓私獗∧よF磁材料以及鐵磁體和非磁性材料的夾層結(jié)構(gòu)的微觀磁特性所做的一些努力。這些材料可以表現(xiàn)出復(fù)雜的行為，例如對(duì)其物理行為很重要的磁性手性結(jié)構(gòu)和斯格明子晶格相的形成。研究人員對(duì)顯示這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的磁域的動(dòng)態(tài)形成特別感興趣。

為了測(cè)量磁性薄膜的磁特性，可以使用磁性圓二色性，其中左右圓形光束根據(jù)材料的磁化強(qiáng)度表現(xiàn)出不同的散射行為。研究人員利用磁二色性測(cè)量意大利的里雅斯特費(fèi)米自由電子激光器 DiProI 光束線上的時(shí)間分辨 X 射線磁散射。測(cè)量采用泵浦探針測(cè)量方案，使用 780nm 的短 100fs 激光脈沖，然后使用 20nm 波長(zhǎng)的 60fs X 射線探測(cè)光束來(lái)誘導(dǎo)樣品材料消磁。這種排列對(duì)皮秒時(shí)間尺度上的近紅外脈沖撞擊后的磁重排敏感。

X射線反射的 X 射線衍射圖案通過(guò)真空 CCD(Princeton Instruments MTE 2048)成像來(lái)記錄，該 CCD 位于樣品附近(距離 12 厘米)，以覆蓋衍射輻射的大角度區(qū)域。對(duì)左圓偏振 X 射線和右圓偏振 X 射線的不同衍射圖案進(jìn)行成像可用于從圖像數(shù)據(jù)確定疇壁寬度及其動(dòng)態(tài)行為。

最終，研究團(tuán)隊(duì)使用的技術(shù)成功地在皮秒時(shí)間尺度上檢測(cè)了薄膜鐵磁材料的磁化強(qiáng)度和磁疇特性。

審核編輯 黃宇