X-Işınları. 8. Ders: X-ray resonant magnetic scattering (XRMS) Numan Akdoğan.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "X-Işınları. 8. Ders: X-ray resonant magnetic scattering (XRMS) Numan Akdoğan."

Direnç Balbay
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 X-Işınları 8. Ders: X-ray resonant magnetic scattering (XRMS) Numan Akdoğan Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Nanomanyetizma ve Spintronik Araştırma Merkezi (NASAM)

2 X-ray resonant magnetic scattering (XRMS) Çoklu tabakaların ve arayüzeylerin manyetik özellikleri belirlenebiliyor. Örneğe manyetik alan uygulanabiliyor. Malzeme içerisindeki herbir manyetik elementin histeresis eğrisi ayrı ayrı ölçülebiliyor (Element specific hysteresis loops). Ölçümlerde boyuna-moke (L-MOKE) geometrisi kullanılıyor. N. Akdoğan, PhD Thesis (2008), Ruhr-Universitaet Bochum

3 Manyeto-optik etkiler Gelen polarize ışık 1845 Michael Faraday Manyetik malzeme Geçen ışığın polarizasyonu θ F açısıyla döndürülür: Faraday Etkisi θ F Yansıyan ışığın polarizasyonu θ K açısıyla döndürülür: Kerr Etkisi θ K 1877 John Kerr 1985 Moog ve Bader (SMOKE) Surface Magneto-optik Kerr Effect N. Akdoğan, Yüksek Lisans Tezi (2004), Yıldız Teknik Üniversitesi

4 Manyeto-optik Kerr Etkisi (MOKE) M Polar MOKE M Boyuna (Longitudinal) MOKE M Enine (Transverse) MOKE N. Akdoğan, Yüksek Lisans Tezi (2004), Yıldız Teknik Üniversitesi

XRMS Ölçüm Düzeneği BESSY II, Berlin H max =±2700 Oe, T=4.2-475 K Grabis et al. Rev.

5 XRMS Ölçüm Düzeneği BESSY II, Berlin H max =±2700 Oe, T= K Grabis et al. Rev. Sci. Instr. 74, 4048 (2003) N. Akdoğan, PhD Thesis (2008), Ruhr-Universitaet Bochum

6 XRMS Ölçüm Düzeneği XRMS ölçümleri için değiştirilebilir 5 önemli parametre var: Polarizasyon (Lineer, dairesel) Enerji (İncelenecek elemente bağlı) Örnek ve sayaç (detektör) açısı Manyetik alan Sıcaklık

Polarizasyon vektörleri Lineer polarize ışık (linearly polarized light) için polarizasyon vektörleri: Dairesel polarize ışık (circularly polarized light) için polarizasyon

7 Polarizasyon vektörleri Lineer polarize ışık (linearly polarized light) için polarizasyon vektörleri: Dairesel polarize ışık (circularly polarized light) için polarizasyon vektörleri: S. W. Lovesey and S. P. Collins, X-ray Scattering and Absorption by Magnetic Materials (Oxford Series on Synchrotron Radiation), Oxford University Press, 1996.

8 Elementlerin elektron bağlanma enerjileri

9 Elementlerin elektron bağlanma enerjileri X-ray Data Booklet (2009), Lawrence Berkeley National Laboratory

10 X-ray magnetic reflectivity Önce gelen fotonun polarizasyonu seçilir ve sıcaklık sabitlenir. ZnCoO Al 2 O 3 Sonra gelen fotonun enerjisi, incelenecek elementin elektron bağlanma enerjisine ayarlanır (Genellikle K, L 2 veya L 3 ). Ti Co XRR de olduğu gibi sample alignment yapılır. Alignment bittikten sonra gelen fotonun polarizasyonu değiştirilerek, sabit manyetik alan altında reflectivity ölçülür (Veya gelen fotonun polarizasyonu sabit tutularak manyetik alanın yönü değiştirilir.). Oxygen Ölçülen iki reflectivity eğrisi arasındaki fark, örneğin mıknatıslanmasıyla orantılıdır. Dolayısıyla manyetik özellikleri incelerken, ölçümler farkın ve şiddetin en yüksek olduğu açıda yapılır.

11 X-ray magnetic reflectivity Akdoğan et al., J. Phys. D Appl. Phys. 41, (2008) ZnCoO Al 2 O 3

12 X-ray resonant magnetic scattering ZnCoO Al 2 O 3 Reflectivity ölçümlerinden belirlenen en uygun açıya (fark ve şiddetin yüksek olduğu açı) gidilir. Sıcaklık sabitlenir. Polarizasyon seçilir. Ti Co İncelenecek elemente bağlı olarak, belirli bir enerji aralığı sabit manyetik alan altında taranır. Manyetik alanın yönü değiştirilerek aynı enerji bölgesi yeniden taranır. Oxygen Veya manyetik alanın yönü ve büyüklüğü sabit tutularak, polarizasyon değiştirilerek aynı enerji bölgesi taranır.

13 Co L 3,2 enerjileri (778.1 ev, ev) civarında XRMS ZnCoO Al 2 O 3

14 Co L 2,3 enerjileri civarında asymmetry ratio Asymmetry ratio, R=I + -I - / I + +I - ZnCoO Al 2 O 3 Akdoğan et al., J. Phys. D Appl. Phys. 41, (2008)

15 O K enerjisi (543.1 ev) civarında XRMS ve asym. ratio ZnCoO Al 2 O 3

16 Zn L 3,2 enerjileri ( ev, ) civarında XRMS ZnCoO Al 2 O 3 Akdoğan et al., J. Phys. D Appl. Phys. 41, (2008)

17 Hysteresis eğrisi ölçümleri ZnCoO Al 2 O 3 Reflectivity ölçümlerinden belirlenen en uygun açıya (fark ve şiddetin yüksek olduğu açı) gidilir. Sıcaklık sabitlenir. Ti Co Polarizasyon seçilir. Ölçülecek elemente bağlı olarak enerji seçilir. Gelen ışığın polarizayonu ve enerjisi sabit tutularak, manyetik alan her iki yönde de taranır. Oxygen

18 Co L 3 ve O K enerjileri civarında histeresis eğrileri Akdoğan et al., J. Phys. D Appl. Phys. 41, (2008) ZnCoO Al 2 O 3

Benzer belgeler

X-Işınları. Çalışma Soruları

X-Işınları. Çalışma Soruları X-Işınları Çalışma Soruları Yrd. Doç. Dr. Numan Akdoğan Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Nanomanyetizma ve Spintronik Araştırma Merkezi (NASAM) X1 (X-ışınları hakkında genel bilgiler) 1. a)