磁性薄膜材料在傳感和存儲元件的技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。使用 X 射線散射可以研究磁性薄膜的結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為，以更詳細(xì)地了解它們的行為。

鐵磁薄膜表現(xiàn)出有趣的物理行為，被認(rèn)為對未來的傳感和存儲應(yīng)用具有很大的意義。在最近發(fā)表的一份報告中，法國、意大利、斯洛文尼亞和英國的一個國際研究小組報告了他們?yōu)楦玫亓私獗∧よF磁材料以及鐵磁體和非磁性材料的夾層結(jié)構(gòu)的微觀磁特性所做的一些努力。這些材料可以表現(xiàn)出復(fù)雜的行為，例如對其物理行為很重要的磁性手性結(jié)構(gòu)和斯格明子晶格相的形成。研究人員對顯示這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的磁域的動態(tài)形成特別感興趣。

為了測量磁性薄膜的磁特性，可以使用磁性圓二色性，其中左右圓形光束根據(jù)材料的磁化強度表現(xiàn)出不同的散射行為。研究人員利用磁二色性測量意大利的里雅斯特費米自由電子激光器 DiProI 光束線上的時間分辨 X 射線磁散射。測量采用泵浦探針測量方案，使用 780nm 的短 100fs 激光脈沖，然后使用 20nm 波長的 60fs X 射線探測光束來誘導(dǎo)樣品材料消磁。這種排列對皮秒時間尺度上的近紅外脈沖撞擊后的磁重排敏感。

X射線反射的 X 射線衍射圖案通過真空 CCD(Princeton Instruments MTE 2048)成像來記錄，該 CCD 位于樣品附近(距離 12 厘米)，以覆蓋衍射輻射的大角度區(qū)域。對左圓偏振 X 射線和右圓偏振 X 射線的不同衍射圖案進(jìn)行成像可用于從圖像數(shù)據(jù)確定疇壁寬度及其動態(tài)行為。

最終，研究團(tuán)隊使用的技術(shù)成功地在皮秒時間尺度上檢測了薄膜鐵磁材料的磁化強度和磁疇特性。

審核編輯 黃宇