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基于自旋电子学的磁化技术关于向调频层注入自旋的效率(自旋注入)、自旋极化电子的传播(自旋输运)、检测自旋的效率(自旋检测)以及这些过程的固有长度尺度(自旋相干长度)的一般基本问题目前正在深入的基础研究中得到解决。另一个新兴的研究领域,被称为“自旋热电子学”,专注于温度和自旋输运之间的相互作用。这将允许通过温度梯度产生自旋电流,或者使用自旋电流进行热传输。可以用作自旋敏感逻辑器件的两种可能的逻辑元件都是三端器件,并被称为“自旋晶体管”,以强调与基于电荷的“传统”电子器件的类比。它们的工作原理如下:基极电流在发射极(E)和基极(B)之间运行。由于半导体-金属界面处形成的肖特基势垒,导致热电子注入形 ...
、磁通密度、磁化率和磁导率力的强度被称为磁场强度,磁场强度,或磁化力,并表示,经常用符号H.在cgs单位制中,磁场强度H的测量单位是oersteds (Oe),其中1 Oe定义为在单位极1厘米处的场强。另一方面,磁场也可以由电流产生,因此用电流定义为每米一安培(A/m),这是MKS系统中磁场强度的测量单位。磁场强度是用粗体字母H表示的矢量,因此磁场强度既有方向又有强度。方向是由磁场作用下北极开始移动的方向,或由指南针的北端指示的方向。力线在任何一点的集中被称为磁通量,而每单位面积的磁通量是用符号B表示的磁通量密度,或以矢量形式B表示。磁通量密度的单位是高斯(Gs),在cgs单位制中,韦伯/米2 ...
系的畴图像和磁化过程,证明了这一事实。所有图像都是在纵向克尔效应下获得的,使用标准显微镜设置,即设置分析器和补偿器以获得良好的对比度,而不考虑层选择性。在图1中,对13 nm金属材料覆盖的自旋阀层堆栈的散列钴膜的磁化过程进行了成像。尽管有覆盖层,铁磁薄膜中的畴仍然清晰可见。另一层铁磁性的NiFe/Co双分子层在较低的深度被光传输,对克尔信号的贡献更强。然而,在施加磁场时,它的强度几乎降低了两个数量级,因此在显示图像的过程中是饱和的。图1.克尔显微镜上的旋转阀曲径的GMR传感器应用。如图所示,层堆栈由“自由”铁磁双层组成,该双层由来自另一“钉住”铁磁层的非磁性夹层隔开。钉住是通过交换耦合到反铁磁 ...
面内和平面外磁化分量与k矢量方向的关系对比。反射光被同一个物镜收集,并通过一个可旋转的四分之一波片来补偿椭圆度,zui后进入汤姆逊偏振分光器。为了zui大限度地提高灵敏度,分离器设置在45◦的入射(未干扰)偏振。分路器提供两束正交偏振方向的光束(图1b),击中一对象限光电二极管。每一对相对的象限分别沿着样本的x轴和y轴的投影对齐。两束是相等的强度为未受干扰的45◦偏振的情况下,而任何样品诱导的偏振旋转导致相等但相反的强度(45◦是zui敏感的角度对小的偏振变化)。通过适当地组合八个光电二极管象限的输出,可以同时检测和分离三个正交的磁化分量,只要它们的采样几乎相等,这对于具有高数值孔径的物镜是正 ...
性,由平面内磁化分量产生的克尔振幅相互抵消,因此在这种情况下,根据极性克尔效应的要求,给出了对平面外磁化的唯yi灵敏度。中心孔径光圈也为平面内域的Voigt和梯度显微镜提供了zui佳条件。偏离中心的孔径膜片(图1b)导致斜入射光束束,这是纵向和横向克尔灵敏度所必需的。这里的入射角色散范围之间的垂直和zui大角度,是由物镜的数值孔径的限制光圈的平面与物镜的后焦平面共轭,也称为物镜的衍射平面或瞳孔。通过使用内置的、可调焦的伯特兰透镜或用辅助望远镜代替目镜,可以在显微镜的所谓conconscopical图像中看到瞳孔。当分析仪,偏振器和补偿器交叉zui大消光时,衍射图像的特征是十字形消光区(图1,插 ...
,证明了不同磁化分量的同时宽视场成像。使用一些二向色装置分离相应的反射克尔图像,产生对选定的面内或面外磁化分量互补敏感的宽视场图像。这种二色成像方法将大大改进定量克尔显微镜技术,并有可能实现基于波长选择的方便的层选择性克尔显微镜。增强对比度的图像处理需要数字图像采集。数字CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)相机直接提供数字化数据流,而视频速率CCD相机的模拟输出必须通过模数转换器进行转换。如果数字CCD相机的帧速率足够快(约10赫兹),可以实现实时成像,那么它就适合克尔显微镜。CCD芯片的冷却提高了信噪比,图像增强器可以进一步提高灵敏度。在实际应用中,需要对图像亮度进行适当 ...
可以详细研究磁化反转过程,例如完整磁化切换周期中畴的演化。到目前为止,在XM-1上,带有特殊形状极片的螺线管提供高达数百mT的磁场,指向平行于光子束和平行于样品平面的磁场。图3.(Co83Cr17)87Pt13合金薄膜的M-TXM磁畴图像和磁畴边界上的强度分布图显示横向分辨率优于15 nm。图3是M-TXM高分辨率磁成像的一个典型例子,其中在CoL3边缘记录了50 nm薄纳米颗粒(Co84Cr16)87Pt13层的磁畴结构,具有明显的垂直磁各向异性。对覆盖10 - 90%值的强度分布图进行常见的刀口分析,显示出15 nm的空间分辨率。该样品的晶粒尺寸分布是通过TEM分析确定的,峰值在20 nm ...
制造与不同的磁化和磁性转向控制自推进运动显示。为了分析微电机的动态行为,从理论上建立了一种状态相关系数与鲁棒两级卡尔曼滤波器相结合的动态模型,该模型可以成功地实时预测微电机在均匀粘性流动中的运动轨迹。在大范围的模型参数变化范围内,理论预测的动力学和实验观测结果之间有很好的一致性。所建立的模型可以普遍适用于不同尺寸、几何形状和材料的各种催化微纳米发动机设计,甚至适用于不同的燃料溶液。zui后,该模型可作为生物传感、检测燃料浓度或确定未知环境下小型电机推进机制的平台。5.Victor de la Asuncion-Nadal, Andrea Veciana, Shen Ning, Anastasi ...
磁有序。感应磁化强度可以与铁磁体的磁化强度平行或反平行,这取决于交换相互作用的符号。这可能会导致铁磁层的产生,即使是在其整体形式是反铁磁的材料,如观察到的,如超薄的Cr膜在Fe上。在这种情况下,衬底中的长程顺序——无论是反铁磁体还是非磁性金属——是由与铁磁性衬底的相互作用决定的,并且可以预期它会显示出同样的温度依赖性。事实上,Mn对Ni的这种感应磁序的温度依赖性被研究了,发现与衬底的相同。当然,随着反铁磁层厚度的增加,整体反铁磁态将占上风,每一层将显示自己的有序温度,接近厚层的整体有序温度。研究表明,反铁磁体的有序温度可能会受到铁磁层的存在及其磁化方向的显著影响。此外,界面处的交换相互作用可以 ...
H下具有已知磁化强度的材料。VSM的灵敏度取决于许多因素:•电子灵敏度。•通过信号调节抑制噪声。•机械驱动的振幅和频率。•感应线圈的热噪声。•感应线圈与待测样品的优化设计和耦合(接近)。•机械头组件与电磁铁和VSM感应线圈的隔振。•zui大限度地减少环境机械和电气噪声源,这些噪声源会对VSM的灵敏度产生有害影响。从式(1)中可以清楚地看出,增加A、f或S将提高矩敏感性;然而,每种方法都有实际的限制。通常使用小于~ 100hz的频率,以尽量减少导电磁性材料中涡流的产生,并且避免接近线频率及其高次谐波的频率也很重要。振动幅度应足够小,以确保样品不受由场源产生的不均匀磁场的影响。可以通过优化传感线圈 ...
两个磁性层的磁化方向彼此更平行或更反平行的情况下发生显着变化。从技术上讲,其中一层通常被设计为硬磁层,它受通常的外部磁场的影响很小,而另一层被称为软磁层,它很容易对外加磁场的变化做出反应。这种效应的巨大尺寸使得我们可以检测到硬盘上的杂散磁场的微小变化,就像软磁层的磁排列中的微小偏差一样,这反过来又使磁盘制造商能够减少检测单个比特信息所需的磁盘上方杂散场的数量,并相应地减小其尺寸。这导致了磁性硬盘存储密度的年增长率的变化,在1997年之前,它以每年60%的速度快速增长,从那时起,它以每年惊人的100%的速度加速增长。一个相关的效应,隧道磁阻(TMR),如图1.1b所示。虽然在GMR效应发现之前, ...
性,包括饱和磁化强度Ms(zui大外加磁场时的磁化强度)、剩磁强度Mr(外加饱和场后零外加磁场时的磁化强度)和矫顽力Hc(使样品退磁所需的磁场)。更复杂的磁化曲线涵盖了位于主磁滞回线内的磁场状态和磁化值,如小磁滞回线和forc,可以提供用于表征磁相互作用的附加信息。如果您对磁学测量有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工 ...
发生了反平行磁化的磁畴分裂,同时这些磁畴之间也开始形成磁壁(图1b)。在这种构型下,交换能有所增加;然而,静磁能降低。因此,在材料内部形成了几个磁畴,使得每个磁畴都包含单独的磁矩。这些力矩加起来就是每个磁域中的总磁化强度。图1由于五种不同能量之间的zui小化竞争,磁畴的形成是一个多步骤的过程。如上图所示:(a)单个原子力矩的对齐,导致静磁能增加(较大的通量线)。因此,产生了一个大的外部磁场;(b)出现反平行磁化的磁畴分裂降低了静磁能并减小了磁通线,从而允许通过相邻磁畴闭合。注意磁畴之间形成的磁壁我们倾向于进一步划分磁畴;然而,这会使其他能量失去平衡。铁磁体的晶体对称性产生了磁晶(各向异性)能量 ...
现出反平行的磁化,与后者相反。因此,抗磁性材料的磁化强度与外加磁场成正比,如图1a它们的相对磁化率为负且非常弱,约为10-5,它们的渗透率略小于1。许多金属和大多数非金属都是抗磁性的。有趣的是,如果材料中只存在少量的磁性原子,它们的影响足以掩盖抗磁性,使非磁性原子被邻近的铁磁性原子自旋极化。目前,这种效应在某些纳米级自旋电子器件中得到了应用。顺磁性材料对于一类被称为顺磁性材料的材料,其相对磁导率仅略大于1。它与磁场强度无关,如果不与温度无关,则随温度升高而减小。许多金属都属于这一类,如铂或钯,还有铁或稀土金属的盐,或钠、钾和氧等元素。铁磁体在居里温度Tc以上变为顺磁性。当外磁场作用于顺磁性材料 ...
磁场会使材料磁化。因此,磁场有时被称为用线表示的磁化力,也称为图1a所示的力线。这些力线或磁场线是这样画的,磁铁外面的线从北极向外辐射,指南针的针将与它们相切。磁力线离开北极,在南极再次进入磁体,吸引铁磁体向磁体移动,即使两者相隔一定距离。图1 (a)磁铁或磁化材料外部的磁场表示,(b)放置在磁场H中的长度为l的棒上的一对磁力pH考虑一个长度为l的条形磁铁,两端磁极分别为p和-p,置于均匀磁场中(图1b)。在这种情况下,磁力对产生扭矩L其中θ为外加磁场方向H与条形磁铁磁化强度方向M之间的夹角。在这种情况下,积pl是棒的磁化强度M。在没有摩擦力的情况下,力矩所做的功产生势能U:这个方程特别重要, ...
确保向相反畴磁化方向的平滑过渡。这种转变降低了交换能,特别是对于过渡层的预定宽度。图1例如给出一个磁畴大小的估计,考虑厚度< 40 nm的颗粒状La0.6Sr0:4MnO3钙钛矿薄膜中的垂直磁畴。对于这些结构,域宽度由下式[1]给出式中,J为交换耦合常数,S为自旋量子数,K为磁各向异性常数,a为晶格常数。本例中,J =3*10-22J, K =2*104 J/m3, S =3/2,则得到30 nm。磁畴的大小可以在相同类型的化合物中变化,这取决于这些薄膜生长的衬底的粒度和应变。例如,衬底可以产生拉伸应变,从而导致在衬底附近形成的畴的平面内磁化。另一方面,顶端晶粒(远离衬底)的磁化方向是垂 ...
一致(即纵向磁化),而由于相位不同,宏观上只有纵向磁化产生,而无横向磁化产生。但由于和外加磁场方向一致不能被直接测量,我们如果想要获得这个信号,就需要扰乱它。这就提到磁共振系统第二个重要组成部分——射频系统,它的主要作用是发射能够激发成像区域的射频脉冲。当我们加入的射频脉冲的频率和质子进动频率一致时,就会发生能量的传递,低能的质子获得能量进入高能的状态,这便是核磁共振。加入了射频脉冲之后,产生的第1个影响是能量的传递,获得能量的质子会从低能级(磁场方向指向上)跃迁至高能状态(磁场方向指向下),纵向磁场强度随之不断减小。第二个影响是由于频率一致,所有吸收能量的质子会相互吸引靠拢,产生相同的相位, ...
3轴磁传感器磁化位置3个位置一个位置(单点)磁感应位置的错位量取决于传感器位置(约0.5mm~10mm)无错位传感器的相对角度误差通常不标注(过大)±0.1°以内温度传感器无安装在传感器芯片中探头形状约1~2种8种类型+定制自由一、完全专li技术的SENIS完全集成3轴磁传感器二、SENIS完全集成三轴磁传感器的功能除了磁传感器外,完全集成的3轴磁传感器还集成了偏置电路和放大器,以提高频率特性和抗噪性,甚至在宽度仅为0.64 m 的单个芯片上集成了温度传感器,用于因温度变化而进行灵敏度校正。1.敏感区域仅为0.15mm × 0.1mm × 0.15mm2.3个方向相对角度误差在±0.1以内3. ...
别为电化率和磁化率;介电常数ε和磁导率μ分别描述了均匀物质对给定频率的电学元件和磁性元件的反应。在没有自由电荷(p=0)、非磁性、不导电(J=0,σ=0)的材料中:在这里一个矢量的散度和旋度,例如矢量E的散度和旋度是:2.光的本质自由空间的四个麦克斯韦方程联立起来,可以得到zui终的两个关于电场和磁场矢量的方程:其中,拉普拉斯算子作用于E和B的每一个分量;因此,电磁场的每一个分量遵从标量波方程。这表明了以矢量形式在自由空间传播的电磁谐波的存在。即光的本质是电磁波。(1)光是一种三维平面电磁波由上式可知E和B的每一个分量都满足微分波动方程,这个事实可以说明光的三维平面电磁波性质。在一个垂直于传播 ...
了一小块垂直磁化和大Kerr旋转(红光约0.41)的TbFeCo磁光(MO)盘。表面轮廓由1毫米宽的轨道组成,由0.6毫米宽和100毫米深的凹槽分隔。沿着磁道,等间距的磁位与相反的磁化被热磁写入。图2图2(a)和(b)显示了MO盘的Sagnac-SNOM图像以及同时记录的地形图像。在地形图像中可以清晰地检测到轨迹和凹槽,这表明在目前的设置下,尖端到样本的距离控制在特高压下工作得很好。图像中的小波纹结构是由噪声激发的尖端到样品的振动引起的。所呈现的图像在室温下记录。然而,应该提到的是,用液氦冷却样品并不影响图像的距离控制和质量。从线扫描中,我们得到了小于10纳米的均方根噪声电平(见图2(c))。 ...
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