NanoMOKE3是新代超高靈敏度磁強計和克爾顯微鏡，靈敏度高達10^-12emu，是研究磁性薄膜以及磁性微結構理想的測量工具，在自旋/磁電子學、磁性納米技術、磁性隨機存儲器、GMR/TMR、記錄磁頭、磁傳感器等研究域有著廣泛的應用。磁光克爾測試屬于光學測試，對樣品的振動有著定的要求。傳統(tǒng)的低溫磁光克爾測試通常使用低振動的液氦恒溫器來進行，這種恒溫器往往不能兼容縱向和向磁光克爾測試，且使用者需要多次采購和傳輸使用液氦，實驗過程比較繁瑣，也給實驗室增加了大量液氦成本。

      2018年6月，Quantum Design在美國加福尼亞大學圣迭戈分校Ivan Schuller教授實驗室成功安裝了套集成NanoMOKE3與5nm別超低振動的Montana無液氦低溫恒溫器的磁光克爾測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了4.5K~325K下的縱向0.47T/向0.35T的磁光克爾測試，為低溫下的磁光克爾測試帶來了新的方向。

圖1 ：磁光克爾測試系統(tǒng)NanoMOKE3+Montana無液氦低溫恒溫器

設備集成外觀

      Schuller教授團隊的研究方向之是制備和研究新型微納米結構，如量子點、磁性異質結構、二維鐵磁線和維鐵磁鏈等。“低溫磁光克爾測試系統(tǒng)可靈活安裝配置樣品，允許我們進行原位磁光和磁輸運測試”，Nicolas Vargas研究員說：“我們小組目前正在研究混合異質結構（V-Oxide/FM）在結構相變（SPT）-溫度依賴性期間的磁性和反射率行為，這套系統(tǒng)的安裝，將對我們的實驗提供非常大的幫助。”

      設備安裝成功后，工程師對垂直磁各項異性薄膜Ta(4 nm)/Pt(10 nm)/CoFeB(0.6 nm)/Pt(2 nm)進行了4.5K下的向克爾測試（如圖2所示），結果顯示該樣品在單次循環(huán)無平均下的噪聲僅為5%。隨后又對該薄膜進行了4.5K下的克爾成像測試（如圖3所示），左上角顯示為飽和磁化時的成像，順時針方向為磁場逐漸減小至反向飽和時的成像，可以明顯的觀察到磁疇的變化。

圖2：CoFeB薄膜4.5K下向克爾測試

左：60秒平均測試結果 右：單次循環(huán)1秒（總測試時間）無平均測試結果

圖3：CoFeB 薄膜4.5K下的磁疇成像觀測

      除了向克爾測試，工程師還對坡莫合金微帶線（25-um 寬, 24-nm 厚）進行了5.5K下的縱向磁光克爾測試（如圖4所示），結果顯示該樣品單次循環(huán)即可得到*的克爾測試信號，噪聲僅為3%。

圖4：坡莫合金微帶線5.5K下的縱向磁光克爾測試
左：微帶線結構 中：60秒測試平均結果 右：單次循環(huán)1秒無平均結果
 

      這套系統(tǒng)除了集成為低溫磁光克爾測試系統(tǒng)外，也可以分成室溫磁光克爾和低溫恒溫器等兩套系統(tǒng)單使用。已經購買了Montana C2恒溫器或者NanoMOKE3磁光克爾系統(tǒng)的用戶，也可以在此基礎上升為無液氦低溫磁光克爾測試系統(tǒng)！