新闻动态

合肥国家同步辐射实验室软X射线磁性圆二色光束线、站取得重要进展(041105)

发布日期:2004-11-05 【字号:

2004年11月报道:

国家同步辐射实验室二期工程新建的软X射线磁性圆二色(XMCD)光束线和实验站近期取得重要进展,所获铁膜的圆二色吸收谱与已发表的结果谱形、强度基本一致。

纳米材料的磁量子效应是磁学研究的一个重要内容,磁超薄膜、多层膜、量子点线等均是研究的热点。例如现代计算机使用的高存储密度硬盘,就是利用了磁多层膜和巨磁阻效应。为了获得良好的磁特性和磁现象,磁性材料组分趋于复杂,如很多材料包含多种磁性元素。对于这样的材料,经典的实验手段已无法满足要求,X射线磁性圆二色实验技术正是用来研究材料中特定元素的磁特性,或薄膜、超薄膜、界面等磁性的变化等。

X射线磁性圆二色吸收谱是利用同步辐射的圆偏振和波长连续可调特性,测量铁磁性材料对方向相反的圆偏振光的吸收。由于铁磁性材料对圆偏振光的吸收跃迁不仅取决于轨道量子数,而且与磁量子数有关,因此材料对圆偏振方向相反的光的吸收存在差异,圆二色吸收谱即是研究这种差异所表达出的信息。根据圆二色吸收谱的加和定则,对XMCD吸收谱进行简单的积分运算,就可以求得3d过渡族铁磁性金属Fe、Co、Ni的轨道磁矩和自旋磁矩。而现有的其它磁测技术尚不能将二者区分开。X射线磁性圆二色吸收谱的另一个特色是元素可分辨,由于材料中每个元素都有自身的X射线吸收特征线,因此利用同步辐射的波长可调谐特性,可以获得特定元素在磁性材料中的轨道和自旋磁矩。