Laurea Magistrale in Fisica
Corso di Laboratorio di Fisica - a.a. 2012/13
Proposta di esperienza di laboratorio
Effetto Kerr magneto-ottico (MOKE)
Proponente: Prof. Corrado de Lisio
Sommario
• Effetto Kerr magneto-ottico
• Descrizione dell’esperimento
• Conoscenze ed impegno richiesto
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
Effetto Kerr magneto-ottico (ad esempio,
longitudinale)
• Su un campione viene
indotta una
magnetizzazione M
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
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
• 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)
Apparato sperimentale I
Apparato sperimentale II
Analisi dati
Analisi dati
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)
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
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