Efecto Kerr magneto óptica

En física el Efecto Kerr magneto óptica (MOKE) o el efecto superficial de magneto óptica Kerr (humo) es uno de los efectos de magneto óptica. Describe los cambios de luz reflejada desde un magnetizado superficie. Se utiliza en ciencia de los materiales investigación en dispositivos tales como el microscopio Kerr, para investigar la magnetización estructura de los materiales.

Varios granos de NdFeB con dominios magnéticos hicieron visibles por contraste con un microscopio de Kerr.

Definición

Luz que es reflejada por una superficie magnetizada puede cambiar en ambos polarización y intensidad reflejada. El efecto es similar a la Efecto Faraday:: el efecto Faraday describe los cambios en la luz transmitida a través de un material magnético, mientras que el efecto Kerr describe los cambios en la luz reflejada desde una superficie magnética. Ambos efectos resultan de los componentes de diagonal de la tensor dieléctrico $\varepsilon$. Estos componentes apagado-diagonal dan el material magneto óptica una permitividad anisotrópico, lo que significa que su constante dieléctrica es diferente en distintas direcciones. La permitividad afecta la velocidad de la luz en un material:

$v_p = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon \mu}}$

donde $v_p$ es la velocidad de la luz a través del material, $\varepsilon$ es la permitividad del material, y $\mu$ es la permeabilidad magnética; y así la velocidad de la luz varía dependiendo de su orientación. Esto provoca que las fluctuaciones en la fase de polarizado luz del incidente.

Geometrías

MOKE se puede categorizar aún más por la dirección de la magnetización Vector con respecto a la superficie reflectante y el plano de incidencia.

MOKE polar

Cuando el vector de magnetización es perpendicular a la superficie de reflexión y paralelo al plano de incidencia, el efecto se llama el Efecto Kerr polar. Para simplificar el análisis, cerca de incidencia normal se emplea generalmente cuando haciendo experimentos en la geometría polar.

MOKE longitudinal

En efecto longitudinal, el vector de magnetización es paralelo a la superficie de reflexión tanto en el plano de incidencia. La configuración longitudinal implica luz reflejada en un ángulo de la reflexión superficial y no es normal, como el anterior en el caso MOKE polar. De la misma manera, incidente luz polarizada linealmente sobre la superficie se convierte en polarizado elíptico, con el cambio en la polarización directamente proporcional al componente de la magnetización es paralela a la reflexión superficial y paralela al plano de incidencia. Esta luz elípticamente polarizada de primer orden tiene dos perpendicular $E$ vectores, es decir el estándar Amplitud de Fresnel coeficiente de reflexión $r$ y el coeficiente de Kerr $k$. El coeficiente de Kerr es típicamente mucho más pequeño que el coeficiente de reflexión.

MOKE transversal

Cuando la magnetización es perpendicular al plano de incidencia y paralelo a la superficie se dice estar en la transversal configuración. En este caso, la luz incidente no es también normal pero en vez de medir la polaridad de la luz después de la reflexión, la reflectividad reflexión superficial $r$ se mide. Este cambio en la reflectividad es proporcional a la componente de la magnetización perpendicular al plano de incidencia y paralelo a la superficie, como el anterior. Si el componente de magnetización apunta a la derecha del plano incidente, visto desde la fuente, entonces el vector Kerr añade al vector Fresnel amplitud y la intensidad de la luz reflejada es $|r+k|^2$. Por otro lado, si el componente del componente de magnetización apunta a la izquierda del plano incidente desde la fuente, el vector de Kerr sustrae de la amplitud de Fresnel y la intensidad reflejada está dada por $|r-k|^2$.

MOKE cuadrática

Además de la polar, longitudinal y transversal Efecto Kerr que depende linealmente de los componentes respectivos magnetización, también hay mayor orden cuadrático efectos, para lo cual la Kerr ángulo depende de producto términos relacionados con la polar, longitudinal y transversal componentes de magnetización. Esos efectos se denominan Efecto Voigt o efecto cuadrático de Kerr. Efecto cuadrático de Kerr de magneto óptica (QMOKE) se encuentra en fuerte Heusler aleaciones como Co₂FeSi y Co₂MnGe

Aplicaciones

Experimento óptico para observar el efecto Kerr

Microscopía

Un microscopio Kerr se basa en el MOKE en orden a las diferencias de la imagen en la magnetización sobre una superficie de material magnético. En un microscopio de Kerr, la luz ilumina pasa primero a través de un polarizador filtrar, entonces refleja de la muestra y pasa a través de un Analizador filtro de polarización antes de ir a través de un microscopio óptico ordinario. Debido a las diferentes geometrías MOKE requieren diferente luz polarizada, el polarizador debería tener la opción de cambiar la polarización de la luz del incidente (circular, lineal y elíptico). Cuando la luz polarizada se refleja en la muestra del material, puede producirse un cambio en cualquier combinación de las siguientes opciones: Kerr rotación, Kerr elipticidad o amplitud polarizado. Los cambios en la polarización son convertidos por el analizador en cambios en la intensidad de luz, que son visibles. Un sistema informático se utiliza a menudo para crear una imagen del campo magnético en la superficie de estos cambios en la polarización.

Medios magnéticos

Discos magneto ópticos (MO) se introdujeron en 1985. Discos MO fueron escritos utilizando un láser y un electroimán. El láser podría calentar el plato anterior su Temperatura de Curie en ese punto el electroimán que orientan esa parte como un 1 o 0. Para leer, el láser es operado con una menor intensidad y emite luz polarizada. Luz reflejada es analizada mostrando una notable diferencia entre un 0 o un 1.

Descubrimiento

El efecto Kerr magneto óptica fue descubierto en 1877 por John Kerr.

Véase también

• Efecto Faraday
• Ecuaciones de Fresnel
• John Kerr
• Óptica de película delgada
• Efecto Voigt
• Efecto de Zeeman

Referencias adicionales

• Zvezdin A.K., V.A. Kotov (1997). Materiales modernos magnetooptics y magneto-ópticos. Instituto de física de la publicación. p. 404. ISBN9780750303620.
• Etienne Du Trémolet de Lacheisserie, D. Gignoux, Michel Schlenker, ed. (2005). Los fundamentos del magnetismo. Springer Science & Business Media. p. 507. ISBN9780387229676.

Enlaces externos

• Kerr cálculo Applet – Java applet, calcula el ángulo Kerr de varias capas de películas delgadas
• Yeh-moke – Free software calcula el efecto Kerr Magneto óptica de varias capas de películas delgadas
• Microscopio MOKE – Microscopio de efecto Kerr discos magneto ópticos [PDF: 3.2 MB]
• Tutorial MOKE -Un tutorial paso a paso sobre el efecto Kerr magneto-óptico polar, longitudinal y transversal.
• Banda ancha espectroscopía Kerr magneto-óptico

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