磁纳米有序结构阵列薄膜制备及其磁光效应
发布时间：2021-01-20 10:12
多模磁性纳米材料已成为节能型数据存储和处理技术的关键材料,同时该材料也是高灵敏度磁光传感器和磁测量装置用基础功能材料。它们在高密度磁光传感/存储、非互易器件、激光陀螺、高效远程通讯、太阳能利用、自旋电子器件（自旋霍尔和逆自旋霍尔）、宽波隐身材料、多模生物分子探针、磁-光-电-生物信号超快耦合器等领域具有重要甚至不可或缺（如微型磁光隔离器、环形器）的应用。研究发现单纯利用块体材料或单一磁性材料薄膜已经很难达到显著增强磁光效应、线性以及非线性光学信号、光磁、自旋和逆自旋霍尔效应的目的。因此,近年来对磁光效应材料的研究已经由磁性块体和单一的连续薄膜结构发展到具有周期性孔、条、圆盘等形状的阵列以及由铁磁金属、贵金属、半导体层等构成的多级复合纳米结构的颗粒和薄膜上来。研究发现这类结构可以通过改变结构参数（柱点孔、盘的半径、阵列周期、薄膜厚度以及组成等）来实现单种或多种共振模式的激发,从而实现磁性材料在外磁场作用下对磁光信号的调控。尽管人们已经从材料、结构、尺寸等各个方面对具有磁光特性的纳米结构晶体进行优化设计并且获得优良的磁光特性和光学特性,然而如何大面积制备结构可控、规整可识的纳米阵列结构并研...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?ｐ偏振光和ｓ偏振光??
?Ｅｌ?＊ｅ２??Ｈｉ?Ｈ２??图１－３?（ａ）分界面上的ｓ偏振光入射波和（ｂ）?ｐ偏振光入射波，（？＞?ｔｔ２）??如图１－３?（ａ）所示的ｓ偏振的入射波，结合折射定律，反射系数可以表??示为??ｎ１ｃｏｓ９１?—?ｎ２ｃｏｓｄ２?ｓｉｎ＾ｄ－ｉ?—?０２）?（１?＾??Ｔｓ?ｎ１ｃｏｓｄｌ?＋?ｎ２ｃｏｓ０２?ｓｉｎ｛Ｇ２?＋?＾ｉ）??透射系数为??２ｎ１ｃｏｓ９１?２ｓｉｎｄ２ｃｏｓｄ１?（１??ｔｓ?ＨｉＣｏｓＳｉ?＋?ｎ２ｃｏｓｄ２?ｓｌｎ｛６２?＋?０ｉ）??如图卜３?（ｂ）对于ｐ偏振的入射波，反射系数为??ｒｖ＾ｃｏｓｈ?—?ｎ＾ｃｏｓＧ〗?ｔａｎ｛Ｇｘ?—?ｄ２）??Ｔｐ?ｎ２ｃｏｓ９１?＋?ｒｉｉＣｏｓ＾?ｔａｎ（０２?＋?〇＼）??透射系数??ｓｉｎ２６１??ｔ?＝?ｌ??（１?—?９）??ｐ?ｓｉｎ（ｄ２?＋?０１）ｃｏｓ（０１?－?ｄ２）??４??
通过比较两种不同形式的偏振光的反射系数和透射系数我们不难发现，??对于样品而言，选用不同的偏振光得到的反射率和透射率有很大的差别。如??图１－４?（ａ）和（ｂ）所示为用横向磁光克尔测试系统测得的沉积在带有铝基底??的多孔阳极氧化铝模板上的Ｗ／ＣｏＦｅＢ／Ｗ三明治结构分别在ｓ偏振光和ｐ偏??振光下的反射光强度。从中可以明显的看出两种线偏光反射谱线的巨大差异。??■■??图１－４?（ａ）样品在Ｓ偏振光下的反射强度以及（ｂ）样品在ｐ偏振光下的反射强度??同样，不同形式的偏振光在某些情况下得到的磁光效应也有着本质的不??同，这里我们将在本文１．２．２节中进行详细的阐述。对于磁光效应我们主要介??绍最常研究的磁光克尔效应和磁光法拉第效应。??１．２．１磁光克尔效应??在物理领域磁光克尔效应（Ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ?Ｋｅｒｒ?Ｅｆｆｅｃｔ，?ＭＯＫＥ）或者表??而磁光克尔效应（Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ?Ｋｅｒｒ?Ｅｆｆｅｃｔ，ＳＭＯＫＥ）是众多磁光??效应的一种。它描述了线偏振光经过与磁化后的物质相互作用后反射光偏振??态（角度和椭偏率）的改变。具体物理过程可以描述为：当一束线偏振光入??射到磁性物质表面时，由于自旋－轨道耦合效应，反射光将在原来的偏振方向??的垂直方向上出现新的偏振态，从而变为一束椭圆偏振光。椭圆偏振光的长??轴相对于原来入射光的偏振方向会有一定的偏转角度这个角度就叫做磁光克??尔角（６０，其中椭圆长短轴的比值叫做椭偏率（＜ｐ）。总的磁光克尔效应可以??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Otto结构的光纤SPR微位移传感器[J]. 王雁茹,赵春柳,康娟. 光通信技术. 2016(04)
[2]磁光效应及其应用[J]. 缪秀平. 科教导刊(上旬刊). 2011(09)
[3]运用有效介质理论研究Au/AAO纳米复合结构的光学特性[J]. 赵新宏,王建,李燕,吕国才,王成伟. 西北师范大学学报(自然科学版). 2006(01)
[4]磁光效应及其应用[J]. 周静,王选章,谢文广. 现代物理知识. 2005(05)
博士论文
[1]周期性纳米结构薄膜的制备与磁光特性研究[D]. 李道勇.南京大学 2016
[2]纳米尺度磁性薄膜材料的磁光特性研究[D]. 王晓.山东大学 2014
[3]复合磁性纳米结构的制备与磁光性能研究[D]. 张绍银.南京大学 2014
硕士论文
[1]PCBN涂层刀具制备及性能研究[D]. 孔帅斐.河南工业大学 2018
[2]基于射频磁控溅射法的CoFeB薄膜制备及磁性能研究[D]. 秦雷.西南交通大学 2018
[3]超薄Ag纳米薄膜原位纳米压痕力学性能表征[D]. 薛伟亮.太原理工大学 2018
[4]贵金属纳米颗粒阵列的双光子诱导荧光特性研究[D]. 刘司洋.华中科技大学 2014
[5]氟化类金刚石薄膜血液相容性的研究[D]. 戴永丰.苏州大学 2011
本文编号：2988857
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?ｐ偏振光和ｓ偏振光??
?Ｅｌ?＊ｅ２??Ｈｉ?Ｈ２??图１－３?（ａ）分界面上的ｓ偏振光入射波和（ｂ）?ｐ偏振光入射波，（？＞?ｔｔ２）??如图１－３?（ａ）所示的ｓ偏振的入射波，结合折射定律，反射系数可以表??示为??ｎ１ｃｏｓ９１?—?ｎ２ｃｏｓｄ２?ｓｉｎ＾ｄ－ｉ?—?０２）?（１?＾??Ｔｓ?ｎ１ｃｏｓｄｌ?＋?ｎ２ｃｏｓ０２?ｓｉｎ｛Ｇ２?＋?＾ｉ）??透射系数为??２ｎ１ｃｏｓ９１?２ｓｉｎｄ２ｃｏｓｄ１?（１??ｔｓ?ＨｉＣｏｓＳｉ?＋?ｎ２ｃｏｓｄ２?ｓｌｎ｛６２?＋?０ｉ）??如图卜３?（ｂ）对于ｐ偏振的入射波，反射系数为??ｒｖ＾ｃｏｓｈ?—?ｎ＾ｃｏｓＧ〗?ｔａｎ｛Ｇｘ?—?ｄ２）??Ｔｐ?ｎ２ｃｏｓ９１?＋?ｒｉｉＣｏｓ＾?ｔａｎ（０２?＋?〇＼）??透射系数??ｓｉｎ２６１??ｔ?＝?ｌ??（１?—?９）??ｐ?ｓｉｎ（ｄ２?＋?０１）ｃｏｓ（０１?－?ｄ２）??４??
通过比较两种不同形式的偏振光的反射系数和透射系数我们不难发现，??对于样品而言，选用不同的偏振光得到的反射率和透射率有很大的差别。如??图１－４?（ａ）和（ｂ）所示为用横向磁光克尔测试系统测得的沉积在带有铝基底??的多孔阳极氧化铝模板上的Ｗ／ＣｏＦｅＢ／Ｗ三明治结构分别在ｓ偏振光和ｐ偏??振光下的反射光强度。从中可以明显的看出两种线偏光反射谱线的巨大差异。??■■??图１－４?（ａ）样品在Ｓ偏振光下的反射强度以及（ｂ）样品在ｐ偏振光下的反射强度??同样，不同形式的偏振光在某些情况下得到的磁光效应也有着本质的不??同，这里我们将在本文１．２．２节中进行详细的阐述。对于磁光效应我们主要介??绍最常研究的磁光克尔效应和磁光法拉第效应。??１．２．１磁光克尔效应??在物理领域磁光克尔效应（Ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ?Ｋｅｒｒ?Ｅｆｆｅｃｔ，?ＭＯＫＥ）或者表??而磁光克尔效应（Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ?Ｋｅｒｒ?Ｅｆｆｅｃｔ，ＳＭＯＫＥ）是众多磁光??效应的一种。它描述了线偏振光经过与磁化后的物质相互作用后反射光偏振??态（角度和椭偏率）的改变。具体物理过程可以描述为：当一束线偏振光入??射到磁性物质表面时，由于自旋－轨道耦合效应，反射光将在原来的偏振方向??的垂直方向上出现新的偏振态，从而变为一束椭圆偏振光。椭圆偏振光的长??轴相对于原来入射光的偏振方向会有一定的偏转角度这个角度就叫做磁光克??尔角（６０，其中椭圆长短轴的比值叫做椭偏率（＜ｐ）。总的磁光克尔效应可以??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Otto结构的光纤SPR微位移传感器[J]. 王雁茹,赵春柳,康娟. 光通信技术. 2016(04)
[2]磁光效应及其应用[J]. 缪秀平. 科教导刊(上旬刊). 2011(09)
[3]运用有效介质理论研究Au/AAO纳米复合结构的光学特性[J]. 赵新宏,王建,李燕,吕国才,王成伟. 西北师范大学学报(自然科学版). 2006(01)
[4]磁光效应及其应用[J]. 周静,王选章,谢文广. 现代物理知识. 2005(05)
博士论文
[1]周期性纳米结构薄膜的制备与磁光特性研究[D]. 李道勇.南京大学 2016
[2]纳米尺度磁性薄膜材料的磁光特性研究[D]. 王晓.山东大学 2014
[3]复合磁性纳米结构的制备与磁光性能研究[D]. 张绍银.南京大学 2014
硕士论文
[1]PCBN涂层刀具制备及性能研究[D]. 孔帅斐.河南工业大学 2018
[2]基于射频磁控溅射法的CoFeB薄膜制备及磁性能研究[D]. 秦雷.西南交通大学 2018
[3]超薄Ag纳米薄膜原位纳米压痕力学性能表征[D]. 薛伟亮.太原理工大学 2018
[4]贵金属纳米颗粒阵列的双光子诱导荧光特性研究[D]. 刘司洋.华中科技大学 2014
[5]氟化类金刚石薄膜血液相容性的研究[D]. 戴永丰.苏州大学 2011
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