你是否想過,科學(xué)家如何“看見”一塊金屬內(nèi)部的磁場,?沒有顏色,,沒有形狀,磁場仿佛隱形在材料中,。但有一種“魔法”——磁光克爾顯微鏡,,能讓磁場“原形畢露”。今天,,我們就來揭開它的神秘面紗,!
磁場看不見摸不著,,但物理學(xué)家發(fā)現(xiàn),,當線偏振光(振動方向單一的光)照射到磁性材料表面時,反射光的偏振方向會因材料磁化方向不同而發(fā)生微小偏轉(zhuǎn),。這種現(xiàn)象叫做磁光克爾效應(yīng)(Magneto-Optic Kerr Effect, MOKE),。
舉個例子:想象你戴著一副偏光太陽鏡,如果鏡片突然微微旋轉(zhuǎn),,你看到的世界會變暗——克爾效應(yīng)就像這種“旋轉(zhuǎn)”,,只不過它是由磁場操控的!
2 磁光克爾顯微鏡的“三大法寶”
偏振光發(fā)射器
發(fā)射一束“整齊列隊”的線偏振光,,所有光波振動方向一致,,像一隊士兵正步走。
磁性材料舞臺
當這束光照射到磁性樣品表面,,材料內(nèi)部的磁疇(微小磁化區(qū)域)會根據(jù)自身磁化方向,,讓反射光的偏振方向發(fā)生左旋或右旋,。
偏振探測器“解碼”
探測器像“偏振”,捕捉反射光的偏振變化,,并將其轉(zhuǎn)化為明暗對比的圖像,。磁化方向不同的區(qū)域在圖像中呈現(xiàn)不同亮度,磁場分布一目了然,!
3 顯微鏡里的“磁場地圖”長啥樣,?
SrRuO3樣品磁疇
CoFeB樣品磁疇
Pt/Co/Ta樣品磁疇
FeSiB樣品磁疇
CoTb樣品磁疇
Fe3GaTe2樣品磁疇
黑白條紋:相鄰磁疇磁化方向相反,一個讓光左旋(顯示為亮),,一個讓光右旋(顯示為暗),。
彩色增強模式:通過光學(xué)處理,用不同顏色標記磁化方向,,磁場分布瞬間變成“彩虹地圖”,。
4 它憑什么成為材料科學(xué)的“火眼金睛”?
無損檢測
無需切開樣品,,輕輕一掃,,磁場分布盡收眼底。
高分辨率
現(xiàn)代設(shè)備甚至能看清納米級磁疇,,比頭發(fā)絲細十萬倍,!
實時動態(tài)觀測
外加磁場時,能直接拍攝磁疇運動的“微電影”,,研究磁翻轉(zhuǎn)過程,。
從19世紀發(fā)現(xiàn)克爾效應(yīng),到如今納米磁疇的精準成像,,磁光克爾顯微鏡像一位“磁場翻譯官”,,架起了人類與微觀磁世界的橋梁?;蛟S未來某天,,它還能幫我們解鎖室溫超導(dǎo)、量子計算機的密碼——科學(xué),,永遠在想象的路上,。
托托科技磁光克爾顯微鏡綜合測試設(shè)備,顯微磁疇空間分辨率優(yōu)于0.5微米,,磁光克爾角分辨率優(yōu)于0.1毫度,支持極向克爾,、縱向克爾,、橫向克爾三種磁光克爾效應(yīng)測量方式。在追蹤平面內(nèi)數(shù)百萬點的磁疇動態(tài)信息的同時,,可搭配探針臺實現(xiàn)電學(xué),、磁學(xué),、光學(xué)同步觀測。廣泛應(yīng)用于磁學(xué)和自旋電子學(xué)領(lǐng)域中磁光克爾效應(yīng),,磁滯回線,,磁疇翻轉(zhuǎn)或擴展等觀測。
往期精彩回顧
【TuoTuo科普】探秘磁性材料的神奇之光——磁光克爾
【TuoTuo科普】磁光克爾譜寫磁學(xué)新篇章
*小測試:磁光克爾效應(yīng)依賴的是光的哪種特性,?A.顏色 B.偏振 C.亮度
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