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Laurea Magistrale in FisicaCorso di Laboratorio di Fisica - a.a. 2012/13
Proposta di esperienza di laboratorio
Effetto Kerr magneto-ottico (MOKE)
Proponente: Prof. Corrado de Lisio
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Sommario
• Effetto Kerr magneto-ottico
• Descrizione dell’esperimento
• Conoscenze ed impegno richiesto
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Effetto Kerr magneto-ottico (ad esempio, longitudinale)
• Si consideri un campione non magnetizzato
• Consideriamo un’onda polarizzata
linearmente incidente su di esso
• In tal caso, se la polarizzazione è ortogonale al piano di incidenza (pol. “s”), dopo la riflessione l’onda mantiene lo stesso stato di polarizzazione
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Effetto Kerr magneto-ottico (ad esempio, longitudinale)
• Su un campione vieneindotta una magnetizzazione M
• M è // alla superficie del campione ed al piano di incidenza
• Un’onda polarizzata linearmente, dopo la riflessione si trasforma in un’onda polarizzata ellitticamente e con l’asse maggiore ruotato rispetto alla polarizzazione iniziale
M
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Effetto Kerr magneto-ottico (ad esempio, longitudinale)
• In generale, sia la rotazione, K , che l’ellitticità, K , indotte sull’onda riflessa sono M
• Misurando K o K al variare di M si possono ricostruire i cicli di isteresi del materiale e determinarne le proprietà magnetiche locali
• K e K sono molto piccoli (10-3 10-4 rad)
• Necessarie tecniche di modulazione• Modulatore foto-elastico• Analizzatore di polarizzazione + rivelatore• Amplificatore lock-in
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• Campioni da caratterizzare (film)
• Ferro (con uno strato protettivo di CaF2)• Materiale “soft”: si magnetizza con campi
esterni molto piccoli (3 mT)• Isotropo
• LSMO• Anisotropo: asse “easy” ed asse “hard”
• Fe/BaFeCoAs• Diversi spessori di (BaFeCoAs)• Effetto del Fe sulle proprietà magnetiche di
(BaFeCoAs)
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Apparato sperimentale I
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Apparato sperimentale II
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Analisi dati
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Analisi dati
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Strumentazione e tecniche impiegate
• Laser He-Ne, CW, potenza: 10 mW, = 633 nm;
• Componenti ottici (polarizzatori, lamine, …)
• Bobine di Helmoltz + alimentatori
• Modulatore foto-elastico (PEM)
• Rivelatore: fotodiodo (ponte a diodi)
• Amplificatore lock-in
• Oscilloscopio digitale
• Strumentazione per acquisizione dati e controllo da computer (LabView)
• Elaborazione dei dati (Microcal Origin)
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Conoscenze richieste
• Ottica• Geometrica e ondulatoria• (opto-elettronica)
• Strumentazione elettronica• (Interfacciamento)• Oscilloscopio digitale• Rivelatori di radiazione (PD)• (Amplificatore lock-in)
• Statistica
• Informatica/calcolo• LabView• Microcal Origin
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Impegno richiesto
• Circa 40 h:
• 4 h: introduzione alle problematiche
• 2 h: guida alle norme di sicurezza
• 4 h: familiarizzazione con la strumentazione e le tecniche di misura
• 20 h: realizzazione delle misure
• 10 h: analisi dei dati