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准三维磁表面等离激元晶体的各向异性磁光效应

作　者: 韩振绿
导　师: 王振林
学　校: 南京大学
专　业: 光学
关键词: 二维胶体晶体磁光克尔效应各向异性
分类号: O734
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近来,磁性颗粒阵列由于其丰富的物理和在高密度存储中的潜在应用而被广泛的研究。通过控制颗粒的尺寸大小、形貌或者颗粒之间的相互作用,人们已经可以能够调节磁畴的各项异性和磁畴结构。尽管磁性颗粒的性质已经被广泛深入的研究,而磁性颗粒阵列有序性带来的影响还没有被仔细研究过。本文中,我们通过胶体微球模板复制方法,制备了高度有序的六角磁性Co半球壳阵列所组成的准三维磁表面等离激元晶体,研究了不同外磁场方向下这类晶体的磁光效应。论文通过控制胶体微球的有序程度,还分别讨论了短程有序和完全无序的Co半球壳二维体系的磁光效应。本文的主要结论如下：1、发展了一种结合表面张力与楔形毛细通道的微球自组织技术,制备出大面积单畴的二维胶体晶体；以二维胶体晶体为衬底,采用磁控溅射,在胶体晶体的表面形成由Co半球壳所组成的准三维磁表面等离激元晶体。利用SEM、激光衍射光斑、光学照片等手段,表征并证明了结构的高度有序性。2、研究了准三维磁表面等离激元晶体的磁光克尔效应,揭示了这类体系的磁光克尔效应存在着明显的各项异性,即磁光克尔回线依赖于外加磁场方向在晶体面内的取向。这一现象在其它的磁性颗粒阵列体系的研究中还没有被报道过。与之形成鲜明对比的是,在不同磁场方向下,VSM测量结果却没有显示出任何不同。而通常认为,克尔偏转是完全来源于磁畴变化导致入射光偏振的变化。这标明,对于准三维磁表面等离激元晶体,磁矩和克尔信号并不完全一致。3、进一步的观测表明,准三维磁表面等离激元晶体的磁光各向异性对阵列的有序性有着显著的依赖性。当我们降低胶体微球的排列有序性,在单层无序胶体微球为模板生长的Co膜中磁光克尔各向异性消失；即使存在短程有序的样品中(光斑远大于单畴的尺寸)也没有观测到各向异性。这表明准三维磁表面等离激元晶体的高度有序性对磁光性质的各向异性有着特别重要的影响。考虑到准三维磁表面等离激元晶体磁性材料在微球表面分布的复杂性,对这一现象的物理机制的理解还有待进一步的研究。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-24
  1.1 前言  9-11
  1.2 磁光效应的简介  11-14
    1.2.1 磁光效应的基本概念  11-13
    1.2.2 磁光克尔效应的分类  13-14
  1.3 磁光克尔效应的电磁理论和测量机制  14-16
  1.4 Bragg磁光效应  16-17
  1.5 磁光效应的一些其他研究  17-19
  1.6 论文的主要内容  19-21
  参考文献  21-24
第二章二维磁性周期阵列的制备和表征  24-32
  2.1 用改良的方法制备高质量二维胶体晶体模板  24-25
  2.2 样品的表征  25-29
    2.2.1 二维胶体晶体模板的表征  26-28
    2.2.2 磁性周期阵列的制备和表征  28-29
  2.3 小结  29-30
  参考文献  30-32
第三章准三维磁性阵列磁光克尔效应的研究  32-46
  3.1 磁光克尔效应测量装置  32-33
  3.2 磁性阵列磁光克尔效应的测量及讨论  33-41
    3.2.1 磁性周期阵列和均匀薄膜克尔信号的对比  33-36
    3.2.2 钴膜厚度对磁光信号的影响  36-38
    3.2.3 准三维磁性阵列面内磁光克尔各项异性的测量  38-41
  3.3 有序度对磁光克尔信号的影响  41-43
  3.4 小结  43-44
  参考文献  44-46
总结  46-47
攻读硕士学位期间完成的论文及专利  47-48
  发表论文  47
  完成专利  47-48
致谢  48-49

准三维磁表面等离激元晶体的各向异性磁光效应

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