專利名稱:一種垂直磁化薄膜測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型一種垂直磁化薄膜測試裝置，涉及電磁檢測裝置。它的激光器經(jīng)起偏棱鏡向設置在電磁鐵磁場氣隙中的樣品架投射入射光，光電檢測器經(jīng)檢偏棱鏡接收樣品架上被測磁性薄膜反射的光信號；磁場掃描電源與電磁鐵成電連接；電磁鐵為磁場氣隙為30mm時磁場強度不低于1T的單線包雙軛電磁鐵，座放時磁場方向水平，在無線包側的極頭軸線上打有直通磁場氣隙的通光孔；樣品架上設有四個成十字形分布的可調(diào)節(jié)導電探針；恒流源輸出端口連接樣品架上一對相對的導電探針，納伏表輸入端口連接樣品架上另一對導電探針；計算機兩個控制輸出端口分別連接磁場掃描電源及恒流源控制輸入端口，計算機兩個信號輸入端口分別連接光電檢測器及納伏表的輸出端口。
【專利說明】一種垂直磁化薄膜測試裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電磁檢測裝置。

【背景技術】
[0002]垂直磁化膜由于具有包括磁光、磁電、磁各向異性及磁致伸縮等多種效應，是微電子與信息技術中一類重要的功能材料，并被廣泛應用于微電機、磁傳感、光通信，特別是高密度磁存儲【技術領域】。但是，隨著膜系中磁性層厚度減小至納米尺度，體系的磁矩降低，增加了磁超薄膜系的磁表征難度。隨著現(xiàn)代薄膜制備工藝的提高及應用設計要求，僅包含數(shù)個原子層的納米結構垂直磁超薄膜系成為當前磁學與自旋電子學領域中一個極其重要的研宄熱點。
[0003]另一方面，磁電子學，作為凝聚態(tài)物理領域中一門新興前沿學科與技術，由于在高速高密度信息存儲、集成電路與器件以及自旋量子計算機等領域有廣闊的應用前景而快速發(fā)展起來。磁電子學是通過磁場等在介觀尺度上調(diào)制自旋狀態(tài)，借助電子傳導與磁性間的關聯(lián)效應，實現(xiàn)對電子輸運特性的調(diào)制。故在磁電子學的研宄中，足夠大的均勻磁場以保證實現(xiàn)磁化薄膜的磁翻轉(zhuǎn)和飽和是不可缺少的實驗條件。
[0004]由光與磁化介質(zhì)間相互作用而引起的磁光克爾效應(Magneto-optical Kerreffect)不僅可達單原子層厚度磁性檢測的靈敏度，而且可實現(xiàn)非接觸式原位微區(qū)測量，是表面磁性測量的基礎手段之一。例如，2006年，上海復旦天欣科教儀器有限公司的胡順全等人申請的實用新型專利ZL200620041198.9，“一種表面磁光克爾效應測量裝置”，公開了一種表面磁光克爾效應(surface magneto-optic kerr effect縮寫為SMOKE)測量系統(tǒng)，它采用半導體激光器作為光源，應用第一光闌、起偏棱鏡組成入射光路，向設置在電磁鐵磁場氣隙中的樣品架投射入射光；用第二光闌、檢偏棱鏡、透鏡和光電檢測器組成反射光路，檢測該樣品架上被測磁性薄膜反射的光信號。該光電檢測器輸出的信號送入操作控制系統(tǒng)中的克爾信號檢測裝置進一步放大，由數(shù)字電壓表顯示。該操作控制系統(tǒng)中還有磁場掃描電源控制裝置，該裝置可在計算機的控制下為電磁鐵提供掃描磁場所需的電流。該SMOKE測量系統(tǒng)的特點是半導體激光器電源采用二級穩(wěn)壓電源，解決了半導體激光器光輸出穩(wěn)定性差的問題；電磁鐵采用小體積的環(huán)狀鐵芯結構，均勻磁場可達0.3T，可放入真空系統(tǒng)中。但是在進一步的研宄中，有必要進一步提高激光器的輸出功率，電磁鐵磁場氣隙中的磁場強度也有待提高。
[0005]磁電效應中霍爾電壓信號與膜厚成反比，故磁電霍爾效應(Magneto-opticalKerr effect)測量也特別適合于磁超薄膜的磁表征。目前，磁性薄膜的磁光和磁電性能是單獨測試的。但是，由于薄膜樣品的磁化狀態(tài)和測量過程的磁經(jīng)歷有關，反復磁化測量后的樣品測試結果可能會產(chǎn)生不一致。為了更好地研宄薄膜磁光、磁電特性及其相互作用，需要研制開發(fā)通過一次磁場掃描就能夠同時獲得磁光和磁電特性的磁學測量新設備。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型旨在提供一種垂直磁化薄膜測試裝置，它可通過一次磁場掃描就能夠同時測量垂直磁化薄膜的磁光與磁電特性。
[0007]本實用新型的技術方案是:一種垂直磁化薄膜測試裝置，它的激光器經(jīng)起偏棱鏡向設置在電磁鐵磁場氣隙中的樣品架投射入射光，光電檢測器經(jīng)檢偏棱鏡接收該樣品架上被測磁性薄膜反射的光信號；它設有與電磁鐵成電連接的磁場掃描電源；它還有計算機；該光電檢測器的輸出端口與計算機的第一信號輸入端口連接；該磁場掃描電源的控制端口與計算機的第一控制輸出端口連接；該電磁鐵為磁場氣隙為30mm時磁場強度不低于IT的單線包雙軛電磁鐵，該電磁鐵座放時磁場方向水平，且在無線包側的極頭軸線上打有貫通該電磁鐵磁軛及該極頭直通磁場氣隙的通光孔；其樣品架上設有四個成十字形分布的可調(diào)節(jié)的導電探針；它還有恒流源、納伏表，該恒流源的輸出端口連接該樣品架上一對相對設置的導電探針，該納伏表的輸入端口連接該樣品架上另一對相對設置的導電探針；該計算機的第二控制輸出端口與該恒流源的控制輸入端口連接，該計算機的第二信號輸入端口與該納伏表的輸出端口連接。
[0008]本實用新型采用上述的電磁鐵與磁場掃描電源組成均勻大磁場發(fā)生單元；用激光器、起偏棱鏡組成入射光路，向設置在電磁鐵磁場氣隙中的樣品架投射入射光；用檢偏棱鏡和光電檢測器組成反射光路，光電檢測器接收該樣品架上被測磁性薄膜反射的光信號，形成磁光特性測量單元；用樣品架上四個成十字形分布的可調(diào)節(jié)的導電探針、恒流源、納伏表組成磁電特性測試單元；有計算機統(tǒng)一控制和管理均勻大磁場發(fā)生單元、磁光特性測量單元和磁電特性測試單元的運行，實現(xiàn)了通過一次磁場掃描就能夠同時測量垂直磁化薄膜的磁光與磁電特性的發(fā)明目的。解決了現(xiàn)有分離式磁光特性測量裝置和磁電特性測量裝置分別測量時，由于薄膜樣品的磁化狀態(tài)和測量過程的磁經(jīng)歷有關，反復磁化測量后的樣品測試結果不一致的問題。
[0009]在優(yōu)選的實施結構中:所述電磁鐵為單線包雙軛單調(diào)諧可調(diào)氣隙電磁鐵，其磁場氣隙在O-1OOmm范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，其極面直徑為50mm ;所述電磁鐵上通光孔的孔徑為Imm0
[0010]這種電磁鐵的測試磁場，不僅磁場強度大而均勻，還便于放置被測樣品和進行調(diào)整，適合多種不同實驗。限定電磁鐵上通光孔的孔徑為1mm，可以保證磁光特性測量的需要，又能最大限度地保持測試磁場的均勻性和磁場強度的指標不受損失。
[0011]在優(yōu)選的實施結構中:所述樣品架上靠近被測樣品處設有霍爾傳感器，該霍爾傳感器的輸出端口連接一個高斯計的輸入端口，該高斯計的數(shù)據(jù)輸出端口連接所述計算機的第三信號輸入端口。
[0012]通過設置上述磁場測量單元，可以發(fā)揮計算機對磁場掃描電源的控制作用，保證電磁鐵能產(chǎn)生各種精密磁光特性與磁電特性實驗所需要的均勻大磁場。
[0013]在優(yōu)選的實施結構中:所述激光器為穩(wěn)定性為0.2%的氦氖激光器；該激光器波長為632.8nm，功率5mW，偏振度為500:1 ;在該激光器與起偏棱鏡之間設有1/2玻片。
[0014]這種激光器與1/2玻片配合，可以使激光器線偏振光的振動面轉(zhuǎn)過兩倍的入射光振動方向和玻片光軸的夾角，從而可靈活實現(xiàn)激光器線偏振光的偏振面的旋轉(zhuǎn)變化。1/2玻片是為了旋轉(zhuǎn)激光的偏振方向，從而改變?nèi)肷涞綐悠飞系募す夤β蚀笮?，滿足各種不同激光功率大小條件下的測試需要。
[0015]在優(yōu)選的實施結構中:所述起偏棱鏡與檢偏棱鏡由一對已裝配格蘭-湯普森方解石偏振器實現(xiàn)，該起偏棱鏡與檢偏棱鏡上設有波長為350-700nm的增透膜，該起偏棱鏡與檢偏棱鏡的消光比為100000:1。
[0016]這種起偏棱鏡與檢偏棱鏡的正交設置組合可以使經(jīng)過檢偏棱鏡后的光強直接近似正比于磁光克爾角的變化。
[0017]在優(yōu)選的實施結構中:所述的入射光路中在起偏棱鏡與樣品架之間設有光學焦距為Im的長焦距透鏡。
[0018]長焦距透鏡可以克服電磁鐵上孔徑很小的通光孔對激光入射角的限制，調(diào)整入射到被測磁性薄膜表面的激光光斑大小。
[0019]在優(yōu)選的實施結構中:所述的反射光路中在檢偏棱鏡與光電檢測器之間設有窄帶濾光片，該窄帶濾光片的中心波長為632.8±0.6nm，半高寬為3±2nm。
[0020]這種中心波長與氦氖激光器配合的窄帶濾光片，可以有效地排除其它雜散光對光電檢測器的干擾，提高光電檢測器輸出信號的信噪比。
[0021]在優(yōu)選的實施結構中；所述樣品架具有無磁硬鋁材料制成的L形托板、絕緣材料制成的底板、無磁的黃銅材料制成的四個銅螺柱和四個彈性的導電探針；底板安裝在L形托板上，四個銅螺柱成十字形分布設置在底板上，并分別夾持一個導電探針；導電探針后部被銅螺柱夾持的部分開有長條形的調(diào)整槽，導電探針的前部向上抬起且在前端處設向下伸出的圓頭觸點。
[0022]這種樣品架，托板為底板提供了穩(wěn)定、可靠的支撐；使得操作者可以放心地進行安放和取下被測磁性薄膜的操作。彈性的導電探針與被測磁性薄膜的接觸可靠，且不會傷及被測磁性薄膜的膜面。另外，四個導電探針可以調(diào)整為各個導電探針的圓頭觸點成十字分布，以便采用與電流垂直的十字交叉四端法測量磁電霍耳效應；或者是四個導電探針的圓頭觸點共線，以便測量磁阻效應。
[0023]本實用新型垂直磁化薄膜測試裝置，為公眾提供了一種一次正負掃場即可可同時測量垂直磁化薄膜的磁光與磁電特性的一體化設備。它可提供較大區(qū)域的、強度達IT以上的均勻磁場，并可研宄偏振光場、導電電子與磁介質(zhì)之間的復雜相互作用。該測試設備適用于垂直磁性薄膜與多層膜特別是超薄膜系的測量和研宄。對研宄磁電子學領域如電流輔助磁翻轉(zhuǎn)等現(xiàn)象有重要作用，并可廣泛用于磁性材料，功能薄膜和工程技術等領域。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有如下優(yōu)點:
[0025]I)組合了磁光和磁電霍爾測量這兩種高靈敏納米磁性薄膜的表征技術，特別適用于磁超薄垂直膜系的測量與研宄。
[0026]2)可研宄垂直磁化薄膜的磁光電耦合作用。利用該系統(tǒng)，不僅可研宄偏置電流對磁光特性的影響；也可研宄入射激光功率對磁電霍爾特性的影響。是其他測量裝置所不具備的。
[0027]3)本實用新型實現(xiàn)了垂直磁化膜系及多層膜的磁光和磁電特性的同時測量，操作簡便，不會傷及樣品膜面，重復性和穩(wěn)定性高；
[0028]4)采用連續(xù)施加掃場的方式，掃描磁場的速率由程控電流源的電流變化速率控制并可發(fā)生三角波及正弦波等多種掃場波型。可根據(jù)外加磁場的大小，改變掃場驅(qū)動電流源變化速率，一次測量就可同步獲得薄膜樣品的磁光及磁電霍爾回線，縮短了測試時間，具有很高的測量效率。

【附圖說明】

[0029]圖1為本實用新型垂直磁化薄膜測試裝置一個實施例的結構示意圖。
[0030]圖2為圖1實施例中單線包雙軛單調(diào)諧可調(diào)氣隙電磁鐵的立體結構示意圖。
[0031]圖3為圖2中單線包雙軛單調(diào)諧可調(diào)氣隙電磁鐵在工作狀態(tài)的立體結構示意圖。
[0032]圖4為圖1實施例中樣品架的立體結構示意圖。
[0033]圖5為圖4樣品架另一種使用方式的立體結構示意圖。
[0034]圖6為使用本裝置同時檢測Co2FeAla5Sia5Q.7nm)磁超薄膜樣品的磁電霍爾和磁光特性曲線。
[0035]圖7為使用本裝置檢測Co2FeAla5Sia5Q.7nm)磁超薄膜樣品在不同偏置電流下的磁光特性曲線。
[0036]圖8為使用本裝置檢測Co2FeAla5Sia5Q.7nm)磁超薄膜樣品在有/無激光入射的磁電霍爾特性曲線。

【具體實施方式】
[0037]本實用新型垂直磁化薄膜測試裝置采用磁光極向克爾效應表征垂直磁化薄膜的磁光特性，采用磁電霍爾效應表征垂直磁化薄膜的磁電特性。請參看圖1，該垂直磁化薄膜測試裝置包含均勻大磁場發(fā)生單元、磁光特性測量單元、磁電特性測試單元、磁場測量單元及計算機19等組成部分。
[0038]均勻大磁場發(fā)生單元采用程控可變電流速率的磁場掃描電源13驅(qū)動單線包雙軛單調(diào)諧可調(diào)氣隙電磁鐵12實現(xiàn)。該電磁鐵12的結構請參看圖2和圖3，在底盤121上傾斜45°安裝雙軛式磁軛122。一個柱套123從右側穿過磁軛122右側立軛的中部伸入磁軛122的內(nèi)部空間中并在磁軛122內(nèi)部套裝線包125，電磁鐵12座放時線包2產(chǎn)生的磁場方向水平?？墒咕€包125左右移動的調(diào)節(jié)螺桿穿套在柱套123內(nèi)并從柱套123的右端伸出并安裝3把124。線包125的左端沿其軸線設有第一極頭126，磁軛122左側立軛中部的內(nèi)側對應第一極頭126設有第二極頭127。第一極頭126和第二極頭127的極面直徑均為50mm，第一極頭126與第二極頭127之間的磁場氣隙在O-1OOmm范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，取放樣品方便，適用于多次重復測量。在磁軛122無線包側的立軛中部及第二極頭127軸線上打有貫通該立軛及第二極頭127直通磁場氣隙的通光孔128，通光孔128的孔徑為1mm。
[0039]電磁鐵12的磁軛122上部的橫軛左側安裝有翻轉(zhuǎn)座129，樣品架14安裝在該翻轉(zhuǎn)座129的翻轉(zhuǎn)部上，當樣品架14向上翻起時，可在樣品架14的底板上安放或取下被測磁性薄膜15(見圖2);當樣品架14向下翻時，樣品架14的底板處在第一極頭126于第二極頭127之間，被測磁性薄膜15正對通光孔128并垂直于第一極頭126和第二極頭127的極面(見圖3)。
[0040]磁場掃描電源13為大功率恒流源，它的輸出端口與電磁鐵12成電連接，磁場掃描電源13的控制端口與計算機19的第一控制輸出端口 195連接。當磁場掃描電源13以最大電流輸出，電磁鐵12的磁場氣隙為30mm時，磁場強度可達IT以上。
[0041]磁光特性測量單元依次用激光器1、1/2玻片2、起偏棱鏡3和長焦距透鏡4組成入射光路，向設置在電磁鐵12磁場氣隙中的樣品架14投射入射光；另外，依次用長焦距透鏡5、光闌6、檢偏棱鏡7、窄帶濾光片8和光電檢測器9組成反射光路，光電檢測器9接收樣品架14上被測磁性薄膜15反射的光信號；光電檢測器9的輸出端口與計算機19的第一信號輸入端口 191連接。
[0042]激光器I為穩(wěn)定性為0.2%的高穩(wěn)定性氦氖激光器；激光器I的波長為632.8nm，功率5mW，偏振度為500:1。1/2玻片2用于改變激光的偏振方向及入射到樣品上的激光功率大小。起偏棱鏡3與檢偏棱鏡7由一對已裝配格蘭-湯普森方解石偏振器實現(xiàn)，該起偏棱鏡3與檢偏棱鏡7上設有波長為350-700nm的增透膜，該起偏棱鏡3與檢偏棱鏡7的消光比為100000:1。兩個長焦距透鏡4、5的光學焦距均為lm。入射光路中的長焦距透鏡4用于調(diào)整激光光斑入射到被測磁性薄膜15表面的大??；反射光路中的長焦距透鏡5用于會聚從樣品表面反射回來的激光，可以有效增加磁光信號強度，提高探測的精確性和靈敏度。光闌6的孔徑可調(diào)。窄帶濾光片8的中心波長為632.8±0.6nm，半高寬為3±2nm。光電檢測器9采用增益可調(diào)硅探測器，其開關增益為350-1100nm，帶寬10MHz，有效接收面積13mm2;光電檢測器9內(nèi)部配有低噪聲的弱信號放大電路。
[0043]磁電特性測試單元包括設在樣品架14上四個成十字形分布的可調(diào)節(jié)的導電探針146、高精度恒流源10及納伏表11。恒流源10的輸出電流范圍典型值為0.1 μΑ-50πιΑ，其典型可選產(chǎn)品為吉時利儀器公司(Keithley) 2400。納伏表11的輸入電壓范圍典型值為0.1 μ V-30V，其典型可選產(chǎn)品是吉時利儀器公司(Keithley) 2182Α。恒流源10的輸出端口連接樣品架14上一對相對設置的導電探針146，納伏表11的輸入端口連接樣品架14上另一對相對設置的導電探針146。計算機19的第二控制輸出端口 194與恒流源10的控制輸入端口連接，計算機19的第二信號輸入端口 192與納伏表11的輸出端口連接。
[0044]樣品架16的底板161用絕緣材料制成并安裝在用無磁硬鋁材料精加工而成的L形托板142上，托板142的短立邊上設有長桿143。長桿143的自由端處安裝配重塊144。四個探針夾持件一銅螺柱145成十字形分布設置在底板141上，并分別夾持一個可調(diào)節(jié)的導電探針146 ;銅螺柱145和導電探針146由無磁的黃銅材料精加工而成。彈性黃銅片制成的導電探針145，其后部被銅螺柱145夾持的部分開有長條形的調(diào)整槽，導電探針145的前部向上抬起且在前端處設向下伸出的圓頭觸點，這種彈性的導電探針146，與被測磁性薄膜15的接觸可靠，且不會傷及被測磁性薄膜15的膜面。四個導電探針146通過底板141上的印刷電路與引出電極相連，在通過電纜線與外部恒流源12和納伏表13構成測量回路。通過改變四個導電探針146與被測磁性薄膜15的接觸位置可靈活實現(xiàn)磁電霍爾效應和磁阻效應的測量轉(zhuǎn)換。例如圖4所示，四個導電探針146的圓頭觸點成十字分布，可以采用與電流垂直的十字交叉四端法測量磁電霍耳效應。又如圖5所示，通過四個導電探針146的圓頭觸點共線測量磁阻效應。
[0045]磁場測量單元是在樣品架14的托板142后側靠近被測樣品處設霍爾傳感器16，該霍爾傳感器16的輸出端口連接一個高斯計17的輸入端口，該高斯計17的數(shù)據(jù)輸出端口連接計算機19的第三信號輸入端口 193。
[0046]使用過程中，磁場掃描電源13在計算機19的控制下驅(qū)動電磁鐵12產(chǎn)生正負磁場掃描。磁場大小由置于電磁鐵12第一極頭126與第二極頭127之間磁場區(qū)被測樣品附近線性電壓輸出的霍爾探頭傳感器16與高斯計17測量。高斯計14輸出的磁場強度信號被傳送至計算機19，以便計算機19調(diào)整磁場掃描電源13的輸出，使電磁鐵12按照實驗要求精確產(chǎn)生規(guī)定強度的磁場。計算機19在采集光電檢測器9輸出的磁光信號的同時，控制高精度恒流源12向樣品架14上兩個對應導電探針146供電。并通過納伏表13獲取樣品架14上另外兩個導電探針146傳遞的磁電霍爾電壓信號。遮掩一來，一次正負掃場即可同時測量垂直磁化薄膜的磁光和磁電特性，計算機19將獲得的測量信號進行存儲和處理，得到具有同步性的磁光克爾及磁電霍爾特性回線。
[0047]采用本裝置進行測量作業(yè)的具體步驟如下:
[0048]I)，在樣品架14上放置被測磁性薄膜15:首先翻轉(zhuǎn)座129翻起樣品架14，擰動樣品架14上的銅螺柱145，松開四個導電探針146與底板141的接觸，將被測磁性薄膜15 (樣品)放置于底板141的中心位置，按照十字交叉四端法測量磁電霍爾效應的方式，使四個導電探針146的圓頭觸點壓在樣品上，然后再擰動各個銅螺柱145分別鎖定四個導電探針146。通過萬用電表檢測四個導電探針146間樣品的電阻值，保證四個導電探針146的所有圓頭觸點與樣品的膜面有良好的電接觸。通過翻轉(zhuǎn)座129使樣品架14向下翻，將樣品放入電磁鐵12第一極頭126與第二極頭127之間的均勻磁場區(qū)域中，微調(diào)翻轉(zhuǎn)座129與樣品架14的連接，使樣品膜面垂直磁場方向，樣品中心區(qū)對準通光孔128。由于霍爾探頭傳感器16已安裝在樣品架14的托板142背后的中央，此時測量磁場的霍爾探頭傳感器16也處在電磁鐵第一極頭126與第二極頭127之間的樣品附近。
[0049]2)，打開氦氖激光器I的電源，調(diào)整光路使激光依次經(jīng)過調(diào)整功率用1/2波片2、起偏棱鏡3、長焦距透鏡4，再通過電磁鐵12左側的通光孔128入射到樣品架14上由四個導電探針146固定的樣品中心區(qū)域。從樣品表面反射回來的光則通過電磁鐵12左側的通光孔128、第二個長焦距透鏡5、孔徑可調(diào)光闌6、與起偏器近似正交設置的檢偏棱鏡7、窄帶濾光片8后進入可變增益的光電檢測器9的光接收敏感區(qū)。
[0050]3)，打開磁場掃描電源13，恒流源10，納伏表11及計算機電源19的電源。運行計算機數(shù)據(jù)采集處理軟件；對計算機19的數(shù)據(jù)采集及控制端口進行初始化操作，設置掃場范圍，磁場掃描電源13掃場速率及掃場次數(shù)等參數(shù)，并設置恒流源10應輸出的導電探針偏置電流大小。調(diào)節(jié)光電檢測器9的增益及偏置電流大小，以產(chǎn)生合適計算機19采樣的磁光與磁電電壓信號。
[0051]4)，操作計算機19控制磁場掃描電源13驅(qū)動電磁鐵12產(chǎn)生正負掃場磁場，同時計算機19采集磁場大小、磁光及磁電電壓信號，開始數(shù)據(jù)處理和存儲；正負掃場結束，計算機19將采集存儲得到的磁光、磁電電壓數(shù)據(jù)及磁場值進行處理，得到磁光和磁電特性曲線。
[0052]實驗者可以通過旋轉(zhuǎn)1/2玻片2研宄不同入射功率激光對磁電效應的影響或者設置不同的偏置電流研宄其對磁光特性的影響。
[0053]圖6示出使用本裝置同時檢測Co2FeAla5Sia5(1.7nm)磁超薄膜樣品獲得的磁電霍爾和磁光特性曲線。圖7示出使用本裝置檢測Co2FeAla5Sia5(1.7nm)磁超薄膜樣品在不同偏置電流下的磁光特性曲線。圖8示出使用本裝置檢測C02FeAla5Sia5(IJnm)磁超薄膜樣品在有/無激光入射的磁電霍爾特性曲線。
[0054]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例，不以此限定本實用新型實施的范圍，依本實用新型的技術方案及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應屬于本實用新型涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種垂直磁化薄膜測試裝置，它的激光器經(jīng)起偏棱鏡向設置在電磁鐵磁場氣隙中的樣品架投射入射光，光電檢測器經(jīng)檢偏棱鏡接收該樣品架上被測磁性薄膜反射的光信號；它設有與電磁鐵成電連接的磁場掃描電源；它還有計算機；其特征在于:該光電檢測器的輸出端口與計算機的第一信號輸入端口連接；該磁場掃描電源的控制端口與計算機的第一控制輸出端口連接；該電磁鐵為磁場氣隙為30_時磁場強度不低于IT的單線包雙軛電磁鐵，該電磁鐵座放時磁場方向水平，且在無線包側的極頭軸線上打有貫通該電磁鐵磁軛及該極頭直通磁場氣隙的通光孔；其樣品架上設有四個成十字形分布的可調(diào)節(jié)的導電探針；它還有恒流源、納伏表，該恒流源的輸出端口連接該樣品架上一對相對設置的導電探針，該納伏表的輸入端口連接該樣品架上另一對相對設置的導電探針；該計算機的第二控制輸出端口與該恒流源的控制輸入端口連接，該計算機的第二信號輸入端口與該納伏表的輸出端口連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述電磁鐵為單線包雙軛單調(diào)諧可調(diào)氣隙電磁鐵，其磁場氣隙在O-1OOmm范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，其極面直徑為50mm ;所述電磁鐵上通光孔的孔徑為Imm03.根據(jù)權利要求1或2所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述樣品架上靠近被測樣品處設有霍爾傳感器，該霍爾傳感器的輸出端口連接一個高斯計的輸入端口，該高斯計的數(shù)據(jù)輸出端口連接所述計算機的第三信號輸入端口。4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述激光器為穩(wěn)定性為0.2%的氦氖激光器；該激光器波長為632.8nm，功率5mW，偏振度為500:1 ;在該激光器與起偏棱鏡之間設有1/2玻片。5.根據(jù)權利要求4所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述起偏棱鏡與檢偏棱鏡由一對已裝配格蘭-湯普森方解石偏振器實現(xiàn)，該起偏棱鏡與檢偏棱鏡上設有波長為350-700nm的增透膜，該起偏棱鏡與檢偏棱鏡的消光比為100000:1。6.根據(jù)權利要求4所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述的入射光路中在起偏棱鏡與樣品架之間設有光學焦距為Im的長焦距透鏡。7.根據(jù)權利要求4所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述的反射光路中在檢偏棱鏡與光電檢測器之間設有窄帶濾光片，該窄帶濾光片的中心波長為632.8±0.6nm，半高寬為 3±2nm。8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種垂直磁化薄膜測試裝置，其特征在于:所述樣品架具有無磁硬鋁材料制成的L形托板、絕緣材料制成的底板、無磁的黃銅材料制成的四個銅螺柱和四個彈性的導電探針；底板安裝在L形托板上，四個銅螺柱成十字形分布設置在底板上，并分別夾持一個導電探針；導電探針后部被銅螺柱夾持的部分開有長條形的調(diào)整槽，導電探針的前部向上抬起且在前端處設向下伸出的圓頭觸點。
【文檔編號】G01N27-00GK204269537SQ201420746083
【發(fā)明者】王可, 陳若飛, 吳雪峰, 莊鳳江 [申請人]華僑大學