Técnicas de caracterización magneto ópticas

G. PASQUINI; M. ALBERICI; M. G. CAPELUTO; P. DOMENICHINI

Conferencia; CaracterizAR 2020 - Caracterización de Materiales 1er Encuentro Virtual; 2020

En las últimas décadas se han propuesto un gran número de dispositivos y aplicaciones en las que se emplean materiales magneto ópticos, lo que ha mantenido un interés permanente en su estudio y caracterización [1]. Estos materiales se han empleado en sensores, memorias de alta densidad de energía, dispositivos magnetoplasmónicos. Los materiales magneto-ópticos están caracterizados por poseer birrefringencia circular, que puede ser inducida por un campo magnético externo u originada en su magnetización interna [2]. Dado que los efectos magneto-ópticos están íntimamente conectados con las propiedades magnéticas fundamentales de los materiales, las técnicas ópticas permiten obtener información relevante para el estudio de la física fundamental y el desarrollo de los dispositivos. Estas técnicas se basan en el efecto Kerr magneto óptico, en el que un haz de luz polarizado sufrirá una rotación en su polarización al reflejarse en la superficie de una muestra que posee birrefringencia circular. Las mismas han demostrado tener sensibilidad suficiente para revelar pequeños cambios en la magnetización, son no-invasivas y su resolución está limitada solamente por la resolución óptica. Por su resolución espacial y temporal son particularmente útiles para estudiar fenómenos dinámicos. En este trabajo se describirán dos técnicas magnetópticas desarrollados en el Dto. de Física de la UBA: la microscopía magnetóptica por imágenes (MOI) [3] y a la magnetometría Kerr (MK) [4]. La microscopia magneto-óptica por imágenes es una de las técnicas más significativas para observar la estructura de los dominios magnéticos en materiales y dispositivos magnéticos. Además, se ha empleado para estudiar la inyección de corriente de spin en semiconductores y el flujo magnético en superconductores. En el instrumento desarrollado las imágenes son adquiridas en un régimen cuasi-estático, por lo que los tiempos de medición están limitados por los tiempos de adquisición las imágenes. La magnetometría Kerr, por otra parte, permite medir la magnetización instantánea integrada en el área de la muestra iluminada por el láser. Esto permite medir la evolución temporal de la magnetización a tiempos cortos, solamente limitados por el sistema de adquisición. La potencialidad de estas técnicas será ejemplificada mostrando mediciones en films delgados, en los que se emplean campos alternos para inducir la magnetización. Esto es particularmente interesante, cuando se quieren desarrollar circuitos en los que la información se propaga a través del momento magnético o spin [5].