SPARK闪光 TTT-02-Kerr Microscope 磁光克尔综合测试平台
自旋电子学经过数十年的发展,从传感器,到非易失性磁存储,再到新材料的特性研究,自旋电子学是当前科学研究的热点,也被工业界重视。磁畴的直接观测与记录,对于材料的研究有着重要的意义;对磁畴运动过程的剖析,不仅直观的展现了磁性翻转,而且有助于分析物理过程的机理。
产品详情

相较于传统的单点磁滞回线测量仪,磁光克尔综合测试平台,可以追踪平面内数百万点的实时磁性动态信息。结合该测试平台提供的直流探针,高频探针,样品的测试便捷。当下自旋电子学或磁学的研究,已经由磁性驱动的翻转,发展到了直流电流驱动、脉冲电流驱动、微波脉冲驱动、光驱动等一系列的激励源作用下的深度研究。
闪光科技为您提供的标准系统按照性能优先,稳定性优先的设计思路,可以满足实验室研究及工业生产中各种相关材料的测试需求。标准设备中提供了磁场激励、电流激励等多种选项,是客户在自旋特性研究中的得力测试平台。

TTT-02-Kerr Microscope 系统的典型测试结果
模组介绍
| 光学平台 | 主动式气浮光学平台 | |
| 光学桌面适配垂直磁铁和水平磁铁 | ||
| 畴壁成像显微镜模块 | 400 百万像素相机,量子效率 82%,动态范围不低于 33000:1,不小于 30 帧/秒 | |
| 相机空间分辨率 500 nm | ||
| 卡尔蔡司显微镜主体,目镜+相机观测可切换 | ||
| 高精度自动检偏模组,支持位置读数 | ||
| 高精度电动聚焦模块(行程 20 mm) | ||
| 长焦无磁物镜,倍率:(NA 0.13,WD 44.5 mm), 20X(NA 0.29,WD 31),100X (NA 0.55,WD 12.6)。其中 100X 物镜工作距离为 12 mm,分辨率 1 μm | ||
| 系统光源 | 高功率智能光源模块,入射角、波长、亮度、频率分区可控,多色彩光源可选;光源位置、聚焦可调 | |
| 磁场 | 垂直磁铁: 12000 Oe@1 cm 间隙 配合低温装置不低于 7000 Oe@2.3 cm 间间隙 空气制冷,支持样品尺寸:2 英寸 物镜视野下磁场不均匀性小于 2%
| 水平磁铁: 在一维磁场模式下,可达 7000 Oe 配合低温装置不低于 3500 Oe 在矢量模式下,磁场面内电控旋转,磁场不低于 3500 Oe 空气制冷;支持样品尺寸,1 英寸 物镜视野下,磁场不均匀性小于 2% |
| 样品台 | 水平/垂直磁铁系统样品托,气吸 | |
| 样品 XYZ 位移台 2 套,行程:20 mm,精度不低于 3 μm,支持10 μm 读数 | ||
| 探针台 | DC 探针组件 8 套 | |
| 探针 XYZ 位移台 4 套,XYZ 行程:12.5 mm | ||
| 电表 | Keithley 6221,Keithley2400 等吉时利电表 | |
| 设备外壳 | 防尘、去静电 | |
| 升级版设备软件 | 磁光克尔成像(实时图片处理,磁滞回线提取,视频记录磁场翻转) 程控实现测试模式的切换(Polar, Polar + longitudinal, Polar + Transverse, Transverse, Longitudinal) 5 维变量集成(磁场,温度,电流,栅压,激光) | |
应用示例

垂直磁各向异性薄膜显微磁畴测量(铁磁性/亚铁磁性薄膜磁畴翻转)
(a)为样品 Ta(4 nm)/CoFeB (0.7 nm)/MgO(2 nm)/Ta(2 nm)在磁场的驱动实现磁畴运动和翻转,树枝状磁畴,磁矩“1”和“0”信息状态清晰可见。彩色环带表示磁畴壁,白色小箭头表示的是奈尔畴壁中磁矩方向,表示磁畴运动方向。
(b)为样品 CoTb(6 nm)/SiN(4 nm)在零磁场附近出现迷宫畴以及孤立斯格明子磁泡结构(Skyrmions Bubble),图中单个稳定的 Skyrmions Bubble 的尺寸为 1μm。为研究基于 SK-RM赛道存储器提供光学无损伤探测支持。

面内磁各向异性薄膜显微磁畴测量
(a)面内磁各向异性样品,纵向-磁光克尔测试装置示意图。
(b)为样品 Pt(4 nm)/Co (5 nm)/Ta(2 nm)在磁场的驱动实现磁畴运动和翻转,磁矩“1”和“0”信息状态清晰可见。
(c)为样品的磁滞回线,纵坐标为归一化的磁光克尔信号,横坐标为面内扫描磁场。

二维磁性材料的自旋特性研究
二维铁磁材料的发现为基础物理和下一代自旋电子学打开了大门,其单晶层状结构给磁性表征带来了挑战,磁光克尔效应是表征其磁畴状态的技术手段。
图为 120K 下二维磁性材料 CrTe2在磁场驱动下实现翻转,发现不同层数 CrTe2 的矫顽力场(Hc)存在较大差异。
TTT-02-Kerr Microscope兼容低温,覆盖 5K-500K 范围的样品测试环境。

电流驱动的磁性翻转
(a) FePt(10 nm)样品电输运表征与磁光克尔实现同步测试装置示意图。
(b)和(c)电流驱动磁矩翻转和磁畴运动。沿 FePt 薄膜生长方向出现分层,呈现阶段式翻转,如同神经突触收到多个阈值信息产生信息传递。
施加不同方向辅助场 Hx,样品磁畴翻转极性发生转变,如上图(b)所示。
磁畴成像辅助测量,有助于实现多角度解释电输运信号中的反常信号,以及阈值电流下的磁畴取向与状态。
买家须知
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