【摘 要】
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磁性材料在信息存储领域存在广泛的应用。随着信息时代的发展,高密度存储器件越来越凸显出其应用价值,而理解磁性材料磁化翻转行为是实现磁存储器件的基础。在铁磁性材料内部
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磁性材料在信息存储领域存在广泛的应用。随着信息时代的发展,高密度存储器件越来越凸显出其应用价值,而理解磁性材料磁化翻转行为是实现磁存储器件的基础。在铁磁性材料内部/表面存在微观磁化单元——磁畴,它是为满足铁磁体内总能量极小条件而产生的。磁畴内部中的原子磁矩方向一致,不同磁畴中的原子磁矩方向不同。研究铁磁性材料的磁畴对于理解材料的磁化反转行为具有重要意义。二维(2D)van der Waals(vd W)材料具备超薄、柔韧等特点,具有丰富的力、热、电、光、磁学方面的性质。2D vd W磁体在特定温度下(直至原子层厚度)表现出固有的铁磁/反铁磁基态,此类材料的出现开辟了材料科学的新领域,为自旋电子学的发展提供了前所未有的机遇。磁光克尔效应(MOKE)对材料磁性非常敏感。显微MOKE技术是一种无损的、非接触的、简单方便的磁性探测方案,并且具有很高的空间分辨率,能实现微区测量。近年来,在2D磁性材料这个热点下,显微MOKE技术同时发挥着重要的作用。利用显微MOKE技术对2D磁性材料的磁畴及其随磁场的演化进行研究,为理解和控制材料的磁畴提供了微观基础。本论文的主要内容如下:(1)详细介绍了磁光克尔效应的宏观理论以及微观起源,并对宽场显微MOKE实验系统的搭建,测试原理,各部件的功能、选择,测试程序以及数据处理方法做了系统的分类描述。该系统具有很好的稳定性,并能实现~1μm的空间分辨率,可以实现变温变场,实时观察并记录样品面外磁化方向的磁畴结构,研究样品磁畴结构及其演化。(2)利用宽场显微MOKE成像技术,观测了准二维铁磁体Cr5Te8磁畴结构及其随磁场的演化。发现宏观磁畴形态与晶体结构密切相关,这意味着在该准二维晶体中面内磁交换能量的各向异性大。而且样品的表面缺陷会干扰磁畴结构的自由生长,修饰表面磁畴结构,从而阻碍或引导磁畴的生长。(3)开展了准二维铁磁体Cr5Te8磁畴电学调控的相关工作。
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