Giới thiệu
Hệ thống chụp ảnh vi mô Kerr quang từ đa chức năng là thiết bị nghiên cứu khoa học tiên tiến có độ nhạy cao, độ phân giải cao và nhiều chức năng. Hệ thống thực hiện chụp ảnh động không tiếp xúc, thời gian thực các tính chất từ của vật liệu thông qua hiệu ứng Kerr quang từ, có thể hiểu rõ ràng và trực quan sự phân bố không gian và sự tiến triển theo thời gian của các trạng thái từ hóa trong vật liệu và thiết bị từ tính, phù hợp cho việc thử nghiệm và phát triển sản phẩm vật liệu từ tính và thiết bị spintronic.
Hệ thống vi hình ảnh Kerr quang từ dựa trên cấu trúc đường dẫn quang học tự thiết kế và sử dụng các thành phần quang điện của Olympus và Soleibo. Nó được sử dụng để chụp ảnh miền từ và nghiên cứu động lực học của vật liệu từ/thiết bị spintronic.
Đặc điểm kỹ thuật
Độ nhạy cao: Hệ thống áp dụng công nghệ phát hiện quang từ tiên tiến, có thể phát hiện các tín hiệu quang từ yếu và thực hiện quan sát chính xác cấu trúc miền từ của vật liệu.
Độ phân giải cao: Hệ thống được trang bị kính hiển vi và hệ thống hình ảnh có độ chính xác cao, có thể hiển thị hình ảnh rõ nét của miền từ tính vi mô, cung cấp bằng chứng trực quan cho việc nghiên cứu các tính chất từ tính của vật liệu.
Tính linh hoạt: Ngoài chức năng chụp ảnh miền từ cơ bản, hệ thống còn có chức năng điều khiển từ trường, kiểm soát nhiệt độ, phân tích quang phổ và các chức năng mở rộng khác để đáp ứng nhiều nhu cầu nghiên cứu khoa học khác nhau.
Dễ vận hành: hệ thống áp dụng thiết kế nhân bản, giao diện đơn giản và rõ ràng, dễ vận hành và được trang bị phần mềm phân tích dữ liệu thông minh, có thể tự động xử lý dữ liệu thực nghiệm và nâng cao hiệu quả.
Trạm thăm dò đa chức năng
Với từ trường trong mặt phẳng, từ trường thẳng đứng và nhiều cặp đầu dò DC/HF - sự kết hợp hoàn hảo giữa hình ảnh quang từ và thử nghiệm vận chuyển spin!
Từ trường thẳng đứng tối đa 1,8 T, từ trường trong mặt phẳng 1,4 T, nhiệt độ thay đổi 4K-873K, có thể được sử dụng để nghiên cứu hình ảnh vật liệu từ cứng
Sơ đồ nguyên lý
Hệ thống điều khiển đa chức năng
Kiểm tra tín hiệu điều khiển
1. Từ trường thẳng đứng/từ trường trong mặt phẳng/dòng điện/vi sóng và nhiều tín hiệu khác, được áp dụng đồng bộ ở mức μs;
2. Dạng sóng, biên độ, tần số, độ trễ tương đối và các thông số khác của mỗi tín hiệu có thể dễ dàng điều chỉnh.
Đang xử lý hình ảnh
- Trừ thời gian thực để loại bỏ tiếng ồn xung quanh;
- Tự động hiệu chỉnh độ rung, v.v.
Phân tích tín hiệu
1. Hiển thị thời gian thực các tín hiệu thử nghiệm dòng điện và từ trường;
2. Dựa trên phân tích hình ảnh Kerr, thực hiện quét vòng trễ trên mẫu cục bộ (220 nm) hoặc toàn cục.
Hiệu ứng hình ảnh miền từ trong màng từ dị hướng vuông góc (dày 1 nm)
Các miền từ trên bề mặt của khối nam châm vĩnh cửu (NdFeB)
Vật liệu màng nano
Các miền từ tính trên bề mặt khối thép silic
Ứng dụng tiêu biểu
Nghiên cứu tính chất của vật liệu từ tính
(1) Phát hiện chất lượng vật liệu từ tính
|
Mẫu MgO(sub)/Co/Pt: |
Phim từ chất lượng kém, các miền từ tính giống như bông tuyết xuất hiện trong quá trình đảo ngược từ tính. |
Phim từ chất lượng cao có cấu trúc miền từ đồng nhất và các cạnh mịn. |
(2) Phát hiện vị trí lỗi
Tại chỗ khuyết, vách miền từ di chuyển và biến dạng, tạo thành hiệu ứng ghim. Sử dụng thấu kính vật kính có độ phân giải cao, có thể quan sát trực tiếp vị trí khuyết (vòng tròn đỏ)
(3) Phát hiện hư hỏng của thiết bị spintronic
Trong quá trình chế tạo vi mô các thiết bị spintronic, cạnh của mẫu bị hỏng, dẫn đến giảm độ ổn định dưới tác động của từ trường và đầu tiên cạnh bị lật lại.
(4) Phân tích kết quả vòng trễ
Kính hiển vi Kerr quang từ có thể phân tích trạng thái miền từ tương ứng với vòng trễ do lợi thế về độ phân giải không gian của nó. Như thể hiện ở bên trái, mẫu thể hiện sự khử từ tự phát do sự thống trị của hiệu ứng lưỡng cực so với tính dị hướng.
Khả năng phân tích đặc trưng độc đáo của kính hiển vi Kerr:
Kính hiển vi Kerr có một bộ phương pháp toàn diện để mô tả hầu hết các tham số riêng từ tính.
So với các phương pháp đặc tính khác, ưu điểm đáng kể của nó là có thể thực hiện đặc tính cục bộ chi tiết trong một khu vực rất nhỏ (220 nm). Loại kính hiển vi này rất phù hợp cho tất cả các loại thí nghiệm từ kế, chẳng hạn như chiếu xạ, điều khiển điện áp và điều khiển quang từ, và có thể phân tích hiệu quả các vật liệu có tính chất không đồng nhất.
Đặc điểm của tính chất từ hóa bão hòa cục bộ M: Bằng cách quan sát sự thay đổi khoảng cách của vách miền từ dưới các từ trường khác nhau, kính hiển vi Kerr có thể trích xuất từ hóa bão hòa cục bộ M. Nguyên lý của phương pháp này dựa trên hiện tượng đẩy lẫn nhau do tương tác lưỡng cực khi các vách miền từ gần nhau. Phương pháp này lần đầu tiên được đề xuất và xác nhận vào năm 2014 bởi Giáo sư Nicolas Vernier thuộc Đại học Paris Saceray và rất phù hợp với các phép đo VSM.
Đặc điểm của năng lượng dị hướng cục bộ k: Bằng cách phân tích các thay đổi sáng và tối của ảnh Kerr cục bộ, có thể thu được vòng trễ, sau đó có thể trích xuất cường độ trường dị hướng tương đương của vùng cục bộ.
Đo hằng số tương tác trao đổi Heisenberg: Sử dụng hàm "dạng sóng tùy chỉnh" của từ trường kính hiển vi Kerr, chúng ta có thể dao động khử từ của mẫu. Sau đó, biến đổi Fourier của bản đồ miền mê cung thu được có thể xác định chính xác độ rộng miền, sau đó trích xuất độ cứng tương tác trao đổi Heisenberg.
Đặc điểm của tương tác Dzyaloshinskii-Moriya (DMI): Bằng cách quan sát sự giãn nở không đối xứng của thành miền từ dưới tác động kết hợp của từ trường trong mặt phẳng và từ trường thẳng đứng, kính hiển vi Kerr có thể đo cường độ DMI của vật liệu màng mỏng.
Nghiên cứu động lực tường miền từ
Phương pháp: Đầu tiên, một từ trường hoặc xung dòng điện có biên độ B và độ rộng t được áp dụng. Sau đó, các hình ảnh Kerr trước và sau xung được thu thập và khoảng cách d của chuyển động vách miền được thu thập bằng phép tính chênh lệch. Cuối cùng, vận tốc của vách miền được tính theo công thức vận tốc v=d/t.
Lưu ý: Việc đo chuyển động vách miền cực nhanh đòi hỏi phải sử dụng các xung tín hiệu cực ngắn trong trường nhìn hạn chế. Hệ thống được cấu hình với từ trường có tốc độ phản hồi là μs, cho phép đo vận tốc vách miền lên đến 200 m/s.
Quan sát tác động của sức căng thành miền từ: Sử dụng các xung từ trường cực nhanh theo thứ tự micro giây, chúng ta có thể tạo ra các bong bóng từ trong các mẫu nhỏ. Lần đầu tiên, chúng tôi đã quan sát thành công sự co lại tự phát của các thành miền từ dưới sức căng của chính chúng bằng kính hiển vi Kerr có độ phân giải cao.
Hiện tượng vách miền ghim trên thanh Hall: Sử dụng xung từ trường, chúng ta có thể kiểm soát chính xác vị trí của vách miền trong nanowire. Bằng cách quan sát quá trình ghim của vách miền từ, chúng ta có thể đo dữ liệu liên quan đến từ trường ghim.
Kiểm tra tính chất vận chuyển spin + hình ảnh
1. Chuyển động của vách miền từ được điều khiển bởi dòng điện STT.
Thông qua đầu dò được trang bị và máy phát dạng sóng tùy ý của hệ thống điều khiển chính, có thể áp dụng sóng vuông ở mức 50 ns~s vào mẫu và có thể quan sát chuyển động của thành miền từ cũng như đo được vận tốc.
2. Chuyển động của vách miền từ dưới tác dụng chung của dòng điện STT và từ trường thẳng đứng.
Trong một số vật liệu, không thể quan sát được chuyển động của vách miền hoàn toàn do dòng điện điều khiển. Lúc này, xung từ trường cực nhanh ở mức μs của thiết bị này có thể được đồng bộ hóa với dòng điện để quan sát chuyển động của vách miền do từ trường thẳng đứng + dòng điện điều khiển, để phân tích các hiệu ứng vật lý khác nhau, chẳng hạn như độ phân cực spin của hệ thống kim loại nặng/sắt từ do Hiệu ứng giảm tán xạ spin.
3. Chuyển động của vách miền từ dưới tác dụng chung của dòng điện và từ trường trong mặt phẳng.
Dòng điện spin Hall tương tác với từ trường trong mặt phẳng để tạo ra sự lật mô men từ, được gọi là lật SOT. Từ trường trong mặt phẳng và hệ thống kiểm tra điện được thiết bị này cấu hình không chỉ có thể thực hiện kiểm tra điện của quá trình này mà còn sử dụng chức năng đồng bộ hóa của camera và thẻ thu tín hiệu để phân tích trạng thái miền từ tương ứng với đường cong lật từng điểm một.
4. Giới thiệu về thử nghiệm vận chuyển.
Với máy đo nguồn Keithley 6221 và 2182A, nó có thể đo hiệu ứng Hall, đặc tính IV (điện trở suất) và từ trở (MR). Với nguồn vi sóng, đầu dò vi sóng và bộ khuếch đại khóa, v.v., có thể thực hiện ST-FMR và thử nghiệm sóng hài thứ hai để mô tả mômen spin-quỹ đạo của mẫu.
Hiệu ứng hình ảnh
1.220 nm (vật kính ngâm dầu 100x) / 450 nm (vật kính có khoảng cách làm việc xa, tương thích với đầu kính);
2. Trường nhìn tối đa: 1,2 mm×1 mm (ống kính vật kính 5x);
3. Có thể phát hiện sự thay đổi từ tính của màng mỏng 2 lớp nguyên tử.
CoFeB(1.3nm)/W(0.2)/CoFeB(0.5) Miền mê cung trong màng mỏng
Đang xử lý hình ảnh
Với bất kỳ hình ảnh nào làm nền, chức năng hiệu chỉnh nhiễu trừ hình ảnh theo thời gian thực, tự động thêm tỷ lệ và nhiều chức năng khác.
Giao hàng, vận chuyển và phục vụ
Chúng tôi cung cấp nhiều lựa chọn vận chuyển khác nhau bao gồm đường biển, đường hàng không và giao hàng nhanh, được thiết kế riêng để đáp ứng nhu cầu riêng biệt của khách hàng. Ưu tiên của chúng tôi là cung cấp dịch vụ giao hàng nhanh chóng và tiết kiệm chi phí, đáp ứng mong đợi của họ.
Câu hỏi thường gặp