磁光克尔效应

✍ dations ◷ 2025-06-07 23:10:50 #磁学,光学现象

在物理学中,磁光克尔效应(英语:Magneto-optic Kerr effect,缩写: MOKE)或表面磁光克尔效应(SMOKE)是磁光效应之一。 它描述了从磁化表面反射后的光的变化。 它用于克尔显微镜等设备的材料科学研究,以研究材料的磁化强度结构。

被磁化表面反射的光可以改变偏振和反射强度。 效果类似于法拉第效应:法拉第效应描述了通过磁性材料传输的光的变化,而克尔效应描述了从磁性表面反射的光的变化。 这两种效应都是由介电张量 ε {\displaystyle \varepsilon } 的非对角线分量引起的。 这些非对角线分量使磁光材料具有各向异性介电常数,这意味着其介电常数在不同方向上是不同的。 介电常数会影响材料中的光速:

v p = 1 ε μ {\displaystyle v_{p}={\frac {1}{\sqrt {\varepsilon \mu }}}}

其中 v p {\displaystyle v_{p}} 是穿过材料的光速, ε {\displaystyle \varepsilon } 是材料介电常数, μ {\displaystyle \mu } 是磁导率; 因此光的速度取决于其方向。 这导致偏振入射光的相位波动。

磁光克尔效应可以通过磁化强度矢量相对于反射表面和入射平面的方向进一步分类。

根据铁磁体的磁化向量与光的入射面的关系,磁光克尔效应又可分成三类:

磁光克尔效应一般受到磁体表面深度为10-20 nm范围内的磁畴影响。因此,它最适合用于磁性薄膜磁性的研究。另外,也可用此效应做成显微镜,作为磁性研究的一种手段。

克尔效应的具体现象是,从铁磁体表面反射的线偏振光变成了椭圆偏振光;并且其长轴(major axis)发生转动;转动的大小与表面磁畴的磁化向量成分成正比。它的物理根源是磁圆二色效应;在磁性材料中,光和自旋-轨道偶合,导致对左、右旋的偏振光吸收不同的缘故。

克尔显微镜依赖于磁光克尔效应以对磁性材料表面上的磁化差异进行成像。 在克尔显微镜中,照明光首先通过偏振片滤光器,然后从样品反射并通过分析仪偏振滤光器,然后通过常规光学显微镜。由于不同的磁光克尔效应几何形状需要不同的偏振光,因此偏振器应该可以选择改变入射光的偏振(圆形,线形和椭圆形)。 当偏振光从样品材料反射时,可能发生以下任何组合的变化:克尔旋转,克尔椭圆率或偏振幅度。 极化的变化由分析仪转换成可见的光强度变化。 计算机系统通常用于根据这些极化变化在表面上产生磁场图像。

磁光碟(magneto-optical disc, MO disc)于1985年推出。磁光碟使用激光和电磁铁编写。 激光器将碟片加热到其居里温度以上,此时电磁铁将该位置定位为1或0。为了读取,激光器以较低的强度操作,并发射偏振光。 分析反射光,显示0或1之间的显着差异。

磁光克尔效应于1877年由约翰·克尔(John Kerr)发现。

相关

  • mRNA信使核糖核酸(英语:messenger RNA,缩写:mRNA),是由DNA经由转录而来,带着相应的遗传讯息,为下一步翻译成蛋白质提供所需的讯息。在细胞中,mRNA从合成到被降解,经过了数个步骤。在转录的
  • 人工生命体人造生命,又称合成生命,是近期出现的生物技术术语,指利用生物技术干预、改变遗传密码从而产生新的生命个体的研究。创造人造生命是于合成生物学或探索生命的起源领域工作的科学
  • 二齿兽类二齿兽下目(Dicynodontia)是群似哺乳爬行动物,属于兽孔目异齿亚目。二齿兽类是一群体型从大型到小型、长者两支长牙的草食性动物。它们也是最成功且多样性的兽孔目(不计算哺乳类
  • 法属圣马丁政府主席法属圣马丁行政长官列表,包括法属圣马丁行政区政府主席(sous-préfets et des préfets délégués),1962年设立。法属圣马丁行政区议会主席(présidents du conseil territoria
  • 中国历年节育手术表本表列出中国大陆历年卫生统计数据中的节育手术例数。数据来源:《2013中国卫生和计划生育统计年鉴》表8-8-1。历年《中国人口和就业统计年鉴》公布的计划生育统计数据,与上表
  • SPARS码SPARS 即专业录音室协会(Society of Professional Audio Recording Services)的首字母缩写。SPARS 码(SPARS Code)是光盘录音上以三个字母所构成的代码,用以告知消费者采用哪一类
  • 最低所得保障最低所得保障(Guaranteed minimum income),又称最低收入保证,是指为保障公民全体个人与家庭,皆能享有最低限度所得,以维持生存与生活尊严及经济安全,免于贫穷的相关社会福利制度、
  • NetBIOS over TCP/IPNetBIOS over TCP/IP(缩写为NBT,或是NetBT),一种网络协定,能让旧有使用NetBIOS API的软件,在现代TCP/IP网络上继续运作。它在1980年代开始发展,目标是针对于小型网络。在当时,许多使
  • 白雪诗音白雪诗音(白雪しおん(しらゆき しおん),1月2日-),日本的漫画家,血型A型。
  • 四川贵州总督四川贵州总督,为明朝成化年间设立的一个暂时总督职位,由兵部尚书程信兼任总督。目的是平叛四川南部与贵州交界处民变。