你是否想過，科學(xué)家如何“看見”一塊金屬內(nèi)部的磁場？沒有顏色，沒有形狀，磁場仿佛隱形在材料中。但有一種“魔法”——磁光克爾顯微鏡，能讓磁場“原形畢露”。今天，我們就來揭開它的神秘面紗！

1 磁場也能被“看見”？關(guān)鍵是光與磁的“共舞” 

磁場看不見摸不著，但物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線偏振光（振動方向單一的光）照射到磁性材料表面時(shí)，反射光的偏振方向會因材料磁化方向不同而發(fā)生微小偏轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象叫做磁光克爾效應(yīng)（Magneto-Optic Kerr Effect, MOKE）。

舉個(gè)例子：想象你戴著一副偏光太陽鏡，如果鏡片突然微微旋轉(zhuǎn)，你看到的世界會變暗——克爾效應(yīng)就像這種“旋轉(zhuǎn)”，只不過它是由磁場操控的！

2 磁光克爾顯微鏡的“三大法寶”

偏振光發(fā)射器

發(fā)射一束“整齊列隊(duì)”的線偏振光，所有光波振動方向一致，像一隊(duì)士兵正步走。

磁性材料舞臺

當(dāng)這束光照射到磁性樣品表面，材料內(nèi)部的磁疇（微小磁化區(qū)域）會根據(jù)自身磁化方向，讓反射光的偏振方向發(fā)生左旋或右旋。

偏振探測器“解碼”

探測器像“偏振”，捕捉反射光的偏振變化，并將其轉(zhuǎn)化為明暗對比的圖像。磁化方向不同的區(qū)域在圖像中呈現(xiàn)不同亮度，磁場分布一目了然！

3 顯微鏡里的“磁場地圖”長啥樣？

SrRuO3樣品磁疇

CoFeB樣品磁疇

Pt/Co/Ta樣品磁疇

FeSiB樣品磁疇

CoTb樣品磁疇

Fe3GaTe2樣品磁疇

黑白條紋：相鄰磁疇磁化方向相反，一個(gè)讓光左旋（顯示為亮），一個(gè)讓光右旋（顯示為暗）。

彩色增強(qiáng)模式：通過光學(xué)處理，用不同顏色標(biāo)記磁化方向，磁場分布瞬間變成“彩虹地圖”。

4 它憑什么成為材料科學(xué)的“火眼金睛”？

無損檢測

無需切開樣品，輕輕一掃，磁場分布盡收眼底。

高分辨率

現(xiàn)代設(shè)備甚至能看清納米級磁疇，比頭發(fā)絲細(xì)十萬倍！

實(shí)時(shí)動態(tài)觀測

外加磁場時(shí)，能直接拍攝磁疇運(yùn)動的“微電影”，研究磁翻轉(zhuǎn)過程。

從19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)克爾效應(yīng)，到如今納米磁疇的精準(zhǔn)成像，磁光克爾顯微鏡像一位“磁場翻譯官”，架起了人類與微觀磁世界的橋梁?；蛟S未來某天，它還能幫我們解鎖室溫超導(dǎo)、量子計(jì)算機(jī)的密碼——科學(xué)，永遠(yuǎn)在想象的路上。

托托科技磁光克爾顯微鏡綜合測試設(shè)備，顯微磁疇空間分辨率優(yōu)于0.5微米，磁光克爾角分辨率優(yōu)于0.1毫度，支持極向克爾、縱向克爾、橫向克爾三種磁光克爾效應(yīng)測量方式。在追蹤平面內(nèi)數(shù)百萬點(diǎn)的磁疇動態(tài)信息的同時(shí)，可搭配探針臺實(shí)現(xiàn)電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)同步觀測。廣泛應(yīng)用于磁學(xué)和自旋電子學(xué)領(lǐng)域中磁光克爾效應(yīng)，磁滯回線，磁疇翻轉(zhuǎn)或擴(kuò)展等觀測。

往期精彩回顧

【TuoTuo科普】探秘磁性材料的神奇之光——磁光克爾

【TuoTuo科普】磁光克爾譜寫磁學(xué)新篇章