Nanostructures : élaboration, effets quantiques et magnétisme – Microscopie Kerr sous champ magnétique à température variable

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Microscope à polarisation en réflexion permettant de réaliser l’imagerie de domaines magnétiques par effet Kerr magnéto-optique

• échantillon refroidi par contact dans un cryostat Oxford Microstat BT HiRes II à pilier (4-400 K)
• sources de lumière diverses : lampe blanche filtrée, LED
• détecteur caméra CCD Andor Clara, avec possibilité de déclenchement externe de l’acquisition d’image.

Champs magnétiques perpendiculaires au plan

• électro-aimant délivrant jusqu’à 60mT
• bobine supraconductrice délivrant jusqu’à 6T
• micro-bobine maison installée à même l’échantillon, dans le cryostat, délivrant jusqu’à 200mT, temps de montée 140ns

Champs magnétiques planaires

• dipôle tournant CAYLAR refroidi à air délivrant jusqu’à 500mT (Fig. 2b)
• solénoïde maison délivrant jusqu’à 50mT
• micro-bobine maison montée dans le cryostat, sur le doigt froid, délivrant jusqu’à 15 mT, temps de montée 150ns (Fig. 2a)

Configuration effet Kerr polaire

• Détection de la composante de l’aimantation perpendiculaire à l’échantillon
• Études de domaines et parois de domaines de couches aimantées hors plan : Dourlat et al., PRB ’08, Gourdon et al., PRB ’07, Gourdon et al., PRB ’09, Thevenard et al., PRB ’11, Haghgoo et al., PRB’10

Figure 1 : (a) Schéma du dispositif expérimental Kerr polaire (schéma A. Dourlat). (b) Auto-organisation en champ nul de parois de domaines dans (Ga,Mⁿ)(As,P) aimanté hors plan Haghgoo et al., PRB’10.

Configuration effet Kerr longitudinal

• Détection de la composante de l’aimantation dans le plan de l’échantillon
• Étude de domaines et parois de domaines de couches aimantées dans le plan : Thevenard et al.PRB ’12, Tortarolo et al., APL’12

 

Figure 2 : (a) Micro-bobine à insérer dans le cryostat pour obtenir de courtes impulsions de champ magnétique dans le plan de l’échantillon. Les bobines externes (rouge) permettent d’aller à des champs plus élevées. (b) Propagation de parois de domaines mesurée sur GaMnAs aimanté dans le plan. Thevenard et al. PRB ’12 (c) Dipôle tournant CAYLAR (entrefer 33mm).

Contacts 

• Catherine Gourdon : catherine.gourdon(at)insp.jussieu.fr
• Laura Thevenard : Laura.Thevenard(at)insp.jussieu.fr