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phase-FMR鐵磁共振測量系統(tǒng):新技術(shù)帶來的革命性突破

來源:QUANTUM量子科學(xué)儀器貿(mào)易(北京)有限公司   2017年08月30日 10:47  

    對(duì)于研究磁學(xué)的科研工作者來說,市場上有不少測量靜態(tài)磁學(xué)的儀器設(shè)備:的有Quantum Design公司的MPMS3(SQUID)以及功能更為豐富的PPMS系統(tǒng);中等的有各種振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM);低端些的有磁滯回線測試儀。另外還有些輔助的磁學(xué)測量手段,例如磁光克爾效應(yīng)測量,磁扭矩測量,磁彈性測量等,可以說靜態(tài)磁學(xué)測量系統(tǒng)的手段是非常豐富的。然而靜態(tài)磁學(xué)測量手段反映的只是宏觀統(tǒng)計(jì)的測量結(jié)果,無法反映微觀磁相互作用的結(jié)果。比較為大家所熟知的動(dòng)態(tài)磁學(xué)測量手段就是鐵磁共振測量。但是鐵磁共振測量涉及到高頻信號(hào)傳輸和復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析,通常需要用昂貴的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來搭建,對(duì)于大多數(shù)科研工作者來說是非常困難的任務(wù),而且信噪比難以達(dá)到較高的水平。

    瑞典NanOSC公司的phase-FMR鐵磁共振測量系統(tǒng),采用了兩種殊技術(shù),在大提高測量信噪比的同時(shí),對(duì)測量人員的技術(shù)要求也大為降低。

    ,phase-FMR采用了亥姆霍茲線圈加鎖相放大器技術(shù),使得交流信號(hào)測量的精度得到大提升,下圖是系統(tǒng)的測量原理圖。

    其次,phase-FMR使用了更加容易操作的CPW共面波導(dǎo)板作為高頻信號(hào)的傳輸部件。使得測量頻率范圍更寬,也不再象諧振腔那樣,限于幾個(gè)殊的頻率點(diǎn)??梢栽?-40GHz范圍內(nèi)的任何頻率下進(jìn)行測量。

    通過鐵磁共振測量,獲得不同頻率下的共振線寬,就可也擬合出樣品的相關(guān)動(dòng)態(tài)磁學(xué)參數(shù),主要有:有效磁矩: Meff,旋磁比: γ,阻尼系數(shù): α,非均勻展寬: ΔHo。同時(shí)也可以獲得飽和磁化強(qiáng)度Ms的信息。


測量實(shí)例:

 

1、1.5納米CFO薄膜的鐵磁共振原始測量曲線及測量軟件自帶的數(shù)據(jù)分析曲線。即使使用高精度的MPMS系統(tǒng),1.5納米的薄膜測量起來已經(jīng)比較困難了。Phase-FMR依然能獲得較好的測量曲線。

 

 

2、退火對(duì)樣品的磁學(xué)性能的影響

 

 

3、磁性薄膜的PSSW和FMR效應(yīng)

 

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