探测材料的磁性

磁性薄膜材料在传感和存储元件的技术发展中发挥着重要作用。使用 X 射线散射可以研究磁性薄膜的结构和动态行为，以更详细地了解它们的行为。

铁磁薄膜表现出有趣的物理行为，被认为对未来的传感和存储应用具有很大的意义。在最近发表的一份报告中，法国、意大利、斯洛文尼亚和英国的一个国际研究小组报告了他们为更好地了解薄膜铁磁材料以及铁磁体和非磁性材料的夹层结构的微观磁特性所做的一些努力。这些材料可以表现出复杂的行为，例如对其物理行为很重要的磁性手性结构和斯格明子晶格相的形成。研究人员对显示这些复杂结构的磁域的动态形成特别感兴趣。

为了测量磁性薄膜的磁特性，可以使用磁性圆二色性，其中左右圆形光束根据材料的磁化强度表现出不同的散射行为。研究人员利用磁二色性测量意大利的里雅斯特费米自由电子激光器 DiProI 光束线上的时间分辨 X 射线磁散射。测量采用泵浦探针测量方案，使用 780nm 的短 100fs 激光脉冲，然后使用 20nm 波长的 60fs X 射线探测光束来诱导样品材料消磁。这种排列对皮秒时间尺度上的近红外脉冲撞击后的磁重排敏感。

X射线反射的 X 射线衍射图案通过真空 CCD(Princeton Instruments MTE 2048)成像来记录，该 CCD 位于样品附近(距离 12 厘米)，以覆盖衍射辐射的大角度区域。对左圆偏振 X 射线和右圆偏振 X 射线的不同衍射图案进行成像可用于从图像数据确定畴壁宽度及其动态行为。

最终，研究团队使用的技术成功地在皮秒时间尺度上检测了薄膜铁磁材料的磁化强度和磁畴特性。

审核编辑 黄宇