Laboratoria statycznych i dynamicznych pomiarów magneto-optycznych

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Laboratoria statycznych i dynamicznych pomiarów magneto-optycznych"

Kamil Kosiński
9 lat temu
Przeglądów:

1 Zakład Fizyki Magnetyków Wydział Fizyki Uniwersytet w Białymstoku Lipowa 41, Białystok magnet@uwb.edu.pl Tel.: , Fax: Laboratoria statycznych i dynamicznych pomiarów magneto-optycznych Andrzej Maziewski Wojciech Dobrogowski, Ryszard Gieniusz, Jan Kisielewski, Marek Kisielewski, Zbigniew Kurant, Piotr Mazalski, Andrzej Stupakiewicz, Józef Sveklo, Maria Tekielak

pl Tel.: +48-85 7457229, Fax: +48-85 7457223 http://physics.uwb.edu.

2 Zakład Fizyki Magnetyków Wydział Fizyki Uniwersytet w Białymstoku Lipowa 41, Białystok magnet@uwb.edu.pl Tel.: , Fax: ZADANIA 17. Rozbudowa laboratorium femtosekundowych technik magnetooptycznych. 17a. Mikroskop do kompleksowych badań magnetycznych. 18. Budowa układu nieelastycznego rozpraszania światła Brillouina. 19. Rozbudowa układów niskotemperaturowej milimagnetomerii liniowej i nieliniowej. 20. Rozbudowa układów niskotemperaturowej mikromagnetometrii. 21. System do generacji pola magnetycznego o dowolnej orientacji.

Mikroskop do kompleksowych badań magnetycznych. 18. Budowa układu nieelastycznego rozpraszania światła Brillouina. 19.

3 17. Rozbudowa laboratorium femtosekundowych technik magnetooptycznych Techniques: - magneto-optical spectroscopy (MOKE, Faraday) - second-harmonic generation (MSHG) - ultrafast magnetization dynamics (pump-probe) laser Spectra-Physics MaiTai SP: pulses 20 fs, 800nm, 1-80 MHz amplifier Spectra-Physics Spitfire Ace: 1 khz, energy 5 mj, pulses 35 fs OPA Topas: nm

magnetization dynamics (pump-probe) laser Spectra-Physics MaiTai SP: pulses 20 fs, 800nm,

4 Ultrafast photomagnetic effect in YIG:Co Co-substituted YIG 4.3 GHz Pump polarization ϕ=0 - [100] ϕ=45 o - [110] H = 1.47 koe ϕ=90 o - [010] Delay time (ps) Non-thermal effect! Phys.Rev.B 81, (2010).

5 Spin precession modulation in Co/YIG:Co FFT f 1 =4.2 GHz f 1 =7 GHz f 2 =16 GHz f 1 =8.5 GHz f 2 =18.5 GHz fitting f 2 =22 GHz f 2 f 1 Appl.Phys.Lett. 101, (2012).

6 17a). Mikroskop do kompleksowych badań magnetycznych Mo 20/Pt 20/Co 3.3/Pt 5nm 2.8*10 14 ions/cm 2 Pt 5nm/Co 2.8nm/Pt 5nm 56mJ/cm 2 Co microwires (150µm) (Co 3nm/Au 3nm) 6 P-MOKE L-MOKE High-and wide-field polarization Zeiss microscope Rotatable elekcromagnet for in-plane H ~ 0.10 T High-resolution and sensitive digital CCD camera Video microscopy (contrast enhancement by real-time difference imaging, movies of magnetization processes) Simultaneous measurement of local M(H) Appl.Phys.Lett. 97, (2010).

Rotatable elekcromagnet for in-plane H ~ 0.

7 18. Budowa układu nieelastycznego rozpraszania światła Brillouina - wprowadzenie Inelastic scattering scattered photon emitted magnon (phonon) scattered photon absorbed magnon (phonon) incident photon incident photon ω SL -ω L [GHz] 7

photon emitted magnon (phonon) scattered photon absorbed

8 Brillouin light scattering spectrometer for spin waves and/or acoustic phonons studies. Multipass interferometr tandem Fabry-Perot: Frequency range up to 60 GHz Frequency resolution 1 MHz Contrast 1:10 12 I BLS (x,y) ω SL -ω L [GHz] 8

Multipass interferometr tandem Fabry-Perot: Frequency

9 BLS system with time and space resolution Ogniskowanie wiązki laserowej: (i) makro-bls φ~40µm (ii) µ-bls φ~0.25 µm (w odbiciu) Rozdzielczość czasowa do 1ns 9

10 The results from µ-bls: Linear and nonlinear spin waves excitation in permalloy (Ni 80 Fe 20 ) nano-dot. Fundamendal mode Power of microwave impuls P=100µW Second harmonic generation P=50mW, excitation frequency f= 4.55 GHz Detection frequency BLS f BLS =2f=9.1 GHZ<f 0 Third harmonic generation P=50mW, excitation frequency f= 3.1 GHz Detection frequency BLS f BLS =3f=9.3 GHZ 10 Appl.Phys.Lett.99, (2011)

frequency f= 4.55 GHz Detection frequency BLS f BLS =2f=9.

11 BLS studies of patterned YIG film x-y moved 4.5 µm YIG film on GGG substrate laser spot Microwave antena BLS signal from the patterned area antidots : holes with 50 µm diameter 11

12 Fotografie układu BLS i przykładowe wyniki APPLIED PHYSICS LETTERS 99, (2011)

13 19. Rozbudowa układów niskotemperaturowej milimagnetomerii liniowej i nieliniowej. Temperature range: K 4 optical windows 10 mm Working distance 130 mm Magnetic field ±7 T Cooling time of samples ~8 h Exemplary PMOKE remanence image mm dco, nm Co 9 T=1.5 K 8 mm E16 5.7E15 1E15 5.5E14 1E14 Ga+ 30 kev Dose, ions/cm2 5E13 1E13 Pt/Co/Pt

5-300 K 4 optical windows 10 mm Working distance 130 mm Magnetic field ±7 T Cooling time of samples

14 20. Rozbudowa układów niskotemperaturowej mikromagnetometrii. Temperature range: K 4 optical windows 15 mm Level vibration of samples < 5 nm Translation range XZ: 140/100 mm Z resolution, µm 0.5 X resolution, µm 0.08

Temperature range: 10-350 K 4 optical windows 15 mm

15 21. System do generacji pola magnetycznego o dowolnej orientacji Magnetic poles generate magnetic field in the whole 3D space, Maximal value of the magnetic field ~ 0.53 T, Hysteresis loops study PMOKE and LMOKE configurations, Laser beam spot size down to ~50 µm, Distribution of the magnetic field in the 3D space, red arrows indicate localizations of the magnetic poles

53 T, Hysteresis loops study PMOKE and LMOKE configurations, Laser beam spot size down to

Podobne dokumenty

Maciej Czapkiewicz. Magnetic domain imaging

Maciej Czapkiewicz. Magnetic domain imaging Maciej Czapkiewicz Magnetic domain imaging Phase diagram of the domain walls Kerr geometry MOKE (Kerr) Magnetometer MOKE signal hysteresis loops [Pt/ Co] 3 [Pt/Co] 3 /Pt(0.1 nm)/irmn 10 2 5 1 Rotation