磁光克爾效應(yīng)作為表面磁學(xué)的重要實驗手段，已被廣泛應(yīng)用于磁有序、磁各向異性、多層膜中的層間耦合以及磁性超薄膜間的相變行為等問題的研究。磁光克爾法是測量材料特性特別是薄膜材料物性的一種有效方法。

簡介

在1845年，Michael Faraday首先發(fā)現(xiàn)了磁光效應(yīng)，他發(fā)現(xiàn)當外加磁場加在玻璃樣品上時，透射光的偏振面將發(fā)生旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)，隨后他在外加磁場之金屬 表面上做光反射的實驗，但由于他所謂的表面并不夠平整，因而實驗結(jié)果不 能使人信服。1877年John Kerr在觀察偏振化光從拋光過的電磁鐵磁極反射出來時，發(fā)現(xiàn)了磁光克爾效應(yīng)(magneto-optic Kerr effect)。1985年Moog和 Bader兩位學(xué)者進行鐵超薄膜磊晶成長在金單晶(100)面上的磁光克爾效應(yīng)做了大量實驗，成功地得到一原子層厚度磁性物質(zhì)之磁滯回線，并且提出了以SMOKE(surface magneto-optic Kerr effect的縮寫)來作為表面磁光克爾效應(yīng)，用以表示應(yīng)用磁光克爾效應(yīng)在表面磁學(xué)上的研究。由于此方法致磁性解析靈敏度達一原子層厚度，且儀器配置合于超高真空系統(tǒng)之工作，因而成為表面磁學(xué)的重要研究方法。 表面磁光克爾效應(yīng)實驗系統(tǒng)是表面磁性研究中的一種重要手段，它在磁性超薄膜的磁有序、磁各向異性、層間耦合和磁性超薄膜的相變行為等方面的研究中都有重要應(yīng)用。應(yīng)用該系統(tǒng)可以自動掃描磁性樣品的磁滯回線，從而獲 得薄膜樣品矯頑力、磁各異性等方面的信息。

表面磁光克爾效應(yīng)(surface magneto-optic Kerr effect，縮寫為SMOKE)作為表面磁學(xué)的重要實驗手段，已被廣泛應(yīng)用于磁有序、磁各向異性、多層膜中的層間耦合以及磁性超薄膜間的相變行為等問題的研究.自1985年代以來相繼出現(xiàn)了多種SMOKE實驗方案.由于SMOKE要求能夠達到單原子層磁性檢測的靈敏度，因此對于光源和檢測手段提出了很高的要求.目前國際上比較常見的是用輸出功率很穩(wěn)定的偏振激光器.如Bader等人采用的高穩(wěn)定度偏振激光器，其穩(wěn)定度小于0.1。也有用Wollaston棱鏡分光的方法，降低對激光功率穩(wěn)定度的要求.Chappert等人的方案是將從樣品出射的光經(jīng)過Wollaston棱鏡分為I和P偏振光，再經(jīng)過測量它們的比值來消除光強不穩(wěn)定造成的影響.但這種方法的背景信號非常大，對探測器以及后級放大器的要求很高.也有人采用普通的氦氖激光器在起偏器后加分光鏡，將信號分為信號光束和參考光束，通過測量二者的比值來消除由于激光器光強和偏振面不穩(wěn)定造成的影響.本文給出的SMOKE新型測量系統(tǒng)，采用更為普通的半導(dǎo)體激光器作光源，用常見硅光電池進行克爾信號的采集，同樣成功地得到了磁滯回線，且整個系統(tǒng)有較高的檢測靈敏度。因此，它是一種普適方案，在一些科研機構(gòu)和大學(xué)近代物理實驗室使用后，均取得了良好的實驗效果。

磁光信息存儲是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，是對傳統(tǒng)信息存儲技術(shù)的革新。開發(fā)更多、性能更加優(yōu)越，而且實用的磁光介質(zhì)材料是當前信息存儲領(lǐng)域的一項重要的任務(wù)。測量磁光介質(zhì)的克爾轉(zhuǎn)角則是研究這些材料的基本手段和方法。對于非開發(fā)人員來講，測量磁光克爾轉(zhuǎn)角的實驗一方面能夠提高進行物理綜合實驗的能力，另一方面對信息存儲的新技術(shù)將有更加深刻的理解，能啟發(fā)他們利用物理原理在信息存儲技術(shù)等領(lǐng)域提出新的設(shè)想，做出新的貢獻。