飛秒光脈衝(chong) 允許研究鐵磁性金屬的超快磁化動力學。超短激光脈衝(chong) 誘導的初始熱電子分布導致在費米能級附近電子的熱化時間內(nei) 發生退磁，典型的時間常數為(wei) ~100 fs。隨後，電子和晶格溫度之間的平衡通過電子-聲子相互作用發生，其時間常數取決(jue) 於(yu) 激光激發的密度。同時發生部分再磁化。在此過程之後，磁化矢量圍繞有效場進行阻尼進動。
單個(ge) 鐵磁點的時間分辨磁光顯微鏡
為(wei) 了實現這種激光誘導的進動，需要適當的外部磁場配置，要麽(me) 直接施加，要麽(me) 來自另一個(ge) 磁層的交換偏置場。此外，特定的材料性質，如磁晶和形狀各向異性，強烈影響進動的動力學。飛秒磁光實驗除了可以獲得靈敏的時間分辨率外，還需要同時提高測量的空間分辨率，以便研究單個(ge) 磁點的動力學。精確的時間和空間分辨率的結合是一項重要的技術挑戰。它允許探索用於(yu) 存儲(chu) 和處理信息的磁性介質中的磁性位元的基本特性和zui終性能。為(wei) 了實現這些目標，人們(men) 開發了一種新的實驗裝置，該裝置基於(yu) 飛秒時間分辨磁光克爾效應，具有衍射有限的空間分辨率。研究了具有垂直各向異性的CoPt3磁點的磁化動力學。
儀(yi) 器使人們(men) 能夠在共聚焦顯微鏡幾何結構中測量時間分辨克爾磁光信號，空間精度為(wei) 300納米。在中心波長為(wei) 790nm的Ti:藍寶石再生放大器上，以5 KHz的重複率提供持續時間為(wei) 150 fs的激光脈衝(chong) 。部分光束用作泵浦光。光束的另一部分用於(yu) 在1.5 mm厚的硼酸鋇晶體(ti) 中通過二次諧波產(chan) 生395 nm的探測光束。使用孔徑為(wei) 0.65的物鏡將兩(liang) 束光束共線聚焦在樣品上。在孔徑為(wei) 20 μm的共焦平麵上，測量了探頭和泵浦光束的光斑直徑d。dprobe≤300 nm, dpump≈400 nm。用交叉偏振片技術分析共焦平麵後探頭的極性克爾旋轉。交叉分析儀(yi) 的消光比<5x10-4。利用光電倍增管和鎖相檢測方案檢測弱泵浦探頭Kerr信號，該方案可用於(yu) 可調至1 ns的不同泵浦探頭延遲。測量是在垂直於(yu) 樣品平麵的外加磁場的相反方向下進行的。(⏐H0⏐≤4 kOe)。在進行動態測量之前，確定靜態克爾信號I Kerr(α)為(wei) 分析角α的函數，α = 0對應於(yu) 交叉分析器，用於(yu) 兩(liang) 個(ge) 方向±H0的国产成人在线观看免费网站領域。先前已經表明，相關(guan) 的位移拋物線允許檢索磁化。對於(yu) 動態測量，α設為(wei) 6°。
Co0.25Pt0.75合金薄膜通過分子束外延生長在500 μm取向藍寶石(0001)襯底上的12 nm Pt緩衝(chong) 層上，采用電子光刻技術製備了厚度為(wei) 15 nm的CoPt3點。它們(men) 具有較大的垂直磁晶各向異性和鐵磁行為(wei) ，其特征是定義(yi) 良好的平方磁滯回線，矯頑力場為(wei) ±3.7 kOe。圓點的直徑可在0.2 ~ 1 μm範圍內(nei) 變化。下麵隻給出1 μm點的結果。
圖1
實驗配置能成像納米結構的形貌以及磁化的動力學。圖1為(wei) 泵脈衝(chong) 激勵後直徑為(wei) 1µm的CoPt3點在不同時間延遲下的微分磁化圖像。注意，在當前的測量中，激發不是固定在點的中心，而是在成像過程中與(yu) 探針光束一起移位。圖a、b和c的序列表明，可以監測磁點磁化的空間動態。
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