法拉第旋轉或法拉第效應是一種磁場影響光學現象，這種效應主要在光學透明的介電材料、偏振光通過介質的傳(chuan) 輸以及外加磁場作用下觀察到。當光穿過材料時，入射光的偏振麵和光傳(chuan) 播方向上的磁場強度分量成比例地旋轉，就會(hui) 發生法拉第旋轉。而MOKE描述了從(cong) 磁化材料反射的光的偏振變化，人們(men) 經常把法拉第和克爾這兩(liang) 種效應合二為(wei) 一，稱為(wei) 法拉第-克爾效應。
磁化方向的光學對比讀出方法
考慮具有特定疇結構的磁性薄膜，這些薄膜的疇結構可以通過其磁化方向的光學對比讀出來確定，這種類型的表征是可能的，因為(wei) 通過MOKE在相反磁化取向的磁疇中可獲得光學對比。實驗是這樣設置的:一束平麵偏振光垂直地射向試樣表麵。當偏振光從(cong) 磁化材料反射回來時，由於(yu) MOKE作用，光束的偏振麵發生旋轉。當磁疇磁化強度垂直於(yu) 薄膜表麵時，測量特別成功，並且磁疇在光學上明顯不同。這實際上是一個(ge) 必要的要求，因為(wei) 當每個(ge) 域的磁化矢量沿光的傳(chuan) 播方向有一個(ge) 分量時，極化平麵就會(hui) 發生旋轉。通過這種方式，可以通過檢測由於(yu) 反射域而旋轉的偏振麵來進行光學讀出。在光學分析儀(yi) 或旋轉補償(chang) 器的幫助下，根據疇的磁極性，疇將被視為(wei) 反射光或熄滅光。磁疇的磁極由該特定磁疇的總磁化方向給出。
圖1
具體(ti) 來說，當光被薄膜表麵的磁疇反射回來時，極化平麵按照反射疇的大小順時針或逆時針方向旋轉。因此，當光學分析儀(yi) 旋轉時，來自一個(ge) 極性域的光被熄滅(圖1a背景)，而來自相反極性域的光不被熄滅(圖1b背景)。這使得光線被熄滅的區域看起來很暗，而那些反射光線的區域看起來很亮。克爾-法拉第旋轉僅(jin) 僅(jin) 幾度就已經給出了很好的視覺對比。如果將光學分析儀(yi) 旋轉到最大光對比度的其他位置，則暗區和亮區將被反轉。此外，如果疇具有平麵內(nei) 磁化而不是垂直於(yu) 表麵所需的磁化，則必須使用斜照明。在這種情況下，磁化矢量將具有沿光傳(chuan) 播方向和偏振旋轉方向的分量是可能發生的。斜向照明用於(yu) 研究SiFe單晶和NiFe蒸發膜的磁疇結構。另一方麵，直接垂直照明曆來用於(yu) 鈷單晶或金屬間化合物(如MnBi)的磁疇觀測。此外，通過改變光照和整體(ti) 實驗裝置，該技術可以擴展到其他類型的磁光材料。例如，可以利用法拉第效應分析更薄、更透明的薄膜。
MOKE還可以用於(yu) 在薄膜上進行磁寫(xie) 入，如圖1a, b所示。因此，可以用磁探針的兩(liang) 端具有不同磁極性的磁探針尖端來寫(xie) 入薄膜，因此用探針的一端寫(xie) 入時顯示為(wei) 暗，而用另一端寫(xie) 入時顯示為(wei) 亮，這取決(jue) 於(yu) 各自區域的磁化方向。當然，整個(ge) 過程與(yu) 磁疇磁光觀測在相同的實驗條件下進行，即垂直於(yu) 薄膜表麵發射偏振光，同時使用光學分析儀(yi) 進行光檢測。還應該注意的是，在這個(ge) 例子中，整個(ge) 薄膜垂直於(yu) 表麵磁化，為(wei) 了使書(shu) 寫(xie) 不容易受到雜散場的幹擾，薄膜必須具有很高的矯頑力。通過使垂直於(yu) 表麵的薄膜飽和或退磁，可以擦除薄膜上的文字。
關(guan) 於(yu) 從(cong) 薄膜上擦除磁性信息的一個(ge) 有趣的建議涉及到磁場的缺失。在這種情況下，由於(yu) 角動量補償(chang) 對疇壁運動有影響，激光誘導擦除過程是可能的。角動量補償(chang) 發生在特定溫度下，當角動量變為(wei) 零時，壁麵的遷移率顯著增加。據信，在這種情況下，一個(ge) 域向內(nei) 移動，而相鄰域的壁向外移動，因此兩(liang) 個(ge) 域在一個(ge) 由外向內(nei) 的坍塌過程中湮滅。區域擦除主要取決(jue) 於(yu) 激光束的脈衝(chong) 寬度。這種擦除效應是在單層直接覆蓋磁光記錄介質中觀察到的，它不同於(yu) 傳(chuan) 統的磁光薄膜。
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