Fortgeschrittenenpraktikum

Magneto-Optischer Kerr-Effekt

Allgemeine Beschreibung

 

31 Jahre nachdem Michael Faraday 1845 entdeckte, dass Licht seinen Polarisationszustand beim Durchgang durch ein ferromagnetisches Medium ändert (siehe Faraday-Effekt: FP-Versuch Nr. 3), fand John Kerr (1824-1907), dass linear polarisiertes Licht, das an den Polschuhen eines Magneten reflektiert wird, seinen Polarisationszustand in Abhängigkeit der Stärke des vom Magneten erzeugten Feldes ebenfalls ändert. Er hatte damit das Analogon zum Faraday-Effekt in Reflexion entdeckt.Erste Anwendungen fand der Kerr-Effekt dann in den sechziger Jahren dieses Jahrhunderts. Mit der fortschreitenden Entwicklung der Magnetspeichermedien, vor allem zur Speicherung von Computerdaten, wuchs das Interesse an magnetischen dünnen Schichten. Zur Untersuchung dieser Schichten erwies sich der Kerr-Effekt als ideal. Schon wenige Monolagen eines magnetisierten Materials erzeugen eine messbare Änderung der Polarisation. Ein Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die Intensität des eingestrahlten Lichts niedrig ist und somit die Probe in ihren Eigenschaften nicht verändert wird (z.B. durch thermische Effekte). So wurde die Messung des Kerr-Effektes zu einer Standardmethode bei der magnetischen Charakterisierung dünner und ultradünner magnetischer Schichten.Ein üblicher magnetischer Datenspeicher, wie er heute z.B. in Form einer Festplatte benutzt wird, speichert und liest seine Daten mit Hilfe einer Spule (Schreib-Lesekopf). Diese sitzt auf einem geschlitzten Kern (siehe Abb. 1.1). Aus dem Spalt dieses Kerns (gap) tritt das Feld des Magneten aus, mit dessen Hilfe im Speichermedium magnetische Domänen erzeugt werden. Zum Lesen der Domänenstruktur wird die bei der Bewegung über die Oberfläche in der Spule induzierte Spannung ausgewertet. Die Stabilität der Domänen ist eng verknüpft mit denAchtung!!Als Lichtquelle im MOKE-Versuch wird ein Laser verwendet. Sie dürfen auf gar keinen Fall direkt in den Laserstrahl blicken, auch nicht mit optischen Instrumenten oder in den bereits reflektierten Strahl! Das fokussierte Laserlicht kann sonst die Netzhaut Ihres Auges dauerhaft und irreparabel schädigen!vorliegenden magnetischen Anisotropien. Die Grundlagenforschung dieser Anisotropien ist somit wesentlich für das Verständnis und die Optimierung des Magnetisierungsverhaltens beim Schreiben (Speichermedium) und Lesen (Schreib-Lesekopf).

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