Эффект Фарадея в магнитных пленках

Эффект Фарадея в магнитных пленках

• Целью данной работы является знакомство с практическим использованием эффекта Фарадея на примере исследования гистерезисных свойств магнитных пленок.
  В работе исследуются свойства магнитной пленки Bi-содержащего Ga-Gd- граната, выращенного методом жидкофазной эпитаксии на гадолиниевой подложке. Толщина магнитной пленки составляет примерно один мкм, что делает ее прозрачной в видимом диапазоне волн. Ось легкого намагничивания ориентирована по нормали к поверхности пленки, внутри которой образуются круглые цилиндрические домены.
  Для исследования гистерезисных свойств магнитоупорядоченная пленка помещается внутрь системы соленоидальных катушек, формирующих магнитные поля в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Вдоль оси соленоида с небольшим числом витков пропускается излучение серийного гелий-неонового лазера ЛГН-207А мощностью примерно 1 мВт. Этим достигается геометрия Фарадея для наиболее сильного магнитного поля, в то время как ортогональные поля меньшей напряженности обеспечивают при проведении магнитооптических исследований геометрию Фойгта. После пленки излучение пропускается через дихроичный поляризатор и детектируется кремниевым фотодиодом ФД-24К, работающем в фотогальваническом режиме со спектральной чувствительностью 0.5 А/Вт. Сигнал с фотоприемника поступает на осциллограф С1-77, входное сопротивление которого составляет 1 Мом.
  Для визуализации кривой намагничивания тонкой пленки на продольную катушку подается синусоидальное напряжение промышленной частоты 50 Гц, действующее значение которого регулируется лабораторным автотрансформатором в диапазоне от 0 до 36 В. Для получения петли гистерезиса на экране осциллографа и линеаризации масштаба, осциллограф работает в режиме внешней развертки, осуществляемой ослабленным регулируемым по амплитуде напряжением сети. Наряду с модуляцией продольного магнитного поля в установке предусмотрена возможность добавления постоянной составляющей поля, что меняет форму гистерезисных петель на экране осциллографа вплоть до их полного схлопывания. для этой цели на систему витков основной продольной катушки намотаны витки вспомогательной продольной катушки с изолированными от первой выводами. Постоянное напряжение на вспомогательную катушку подается от стабилизированного блока питания УИП-2. При подаче постоянного напряжения на основную продольную катушку прямой и обратной полярности, кривую намагничивания тонкой пленки можно прописать вручную, а также снять зависимость угла поворота плоскости колебаний линейно поляризованного света от напряженности приложенного магнитного поля.
  Обе зависимости позволяют определить коэцитивную силу и ширину петли гистерезиса. В свою очередь, последняя позволяет определить удельную вращения граната (при условии, что задана толщина пленки), а также выявить постоянную Кундта (при условии, что известна намагниченность насыщения). Описанный выше метод визуализации кривой намагничивания основан на эффекте Фарадея.
• Гелий-неоновый лазер ЛГН-207А, осциллограф С1-77, системы соленоидальных катушек, осциллограф С1-77, стабилизированный блок питания УИП-2