| Περίληψη |
Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας αξιόπιστης οπτικής διάταξης, η οποία θα είναι ικανή να ανιχνεύει
χρονοεξαρτούμενες αλλαγές των ιδιοτήτων διάφορων υλικών, σε πάρα πολύ μικρούς χρόνους της τάξης των μερικών picoseconds (10-12 second).
Λόγω του πολύ μικρού χρόνου ζωής τέτοιων αλλαγών η μόνη γνωστή, έως σήμερα, τεχνική ανίχνευσής τους είναι η τεχνική “All Optical Pump Probe”.
Η συγκεκριμένη τεχνική χρησιμοποιεί παλμικά Λέιζερ βραχέων παλμών για να διεγείρει και έπειτα να ανιχνεύσει στο χρόνο τις αλλαγές των φυσικών ιδιοτήτων των υλικών.
Τέτοιες φυσικές ιδιότητες μπορεί να είναι οπτικές, ηλεκτρονικές ή μαγνητικές.
Στην παρούσα εργασία θα αναφερθεί αναλυτικά ο τρόπος λειτουργίας και η κατασκευή
της συγκεκριμένης διάταξης. ‘Έπειτα θα αναφερθούν και θα αναλυθούν οι μετρήσεις που έγιναν με αυτή τη διάταξη στο μαγνητο-οπτικό υλικό ErFeO3.
Το υλικό ErFeO3 ανήκει στην κατηγορία των Περοβσκιτών και ειδικότερα στην υποκατηγορία των Ορθοφερριτών. Είναι μονοκρυσταλλικό και έχει μαγνητο-οπτικές ιδιότητες. Σαν μαγνητο-οπτικές ιδιότητες εννοούμε την αλληλεπίδραση της μαγνητικής τάξης του υλικού με τις οπτικές ιδιότητες του υλικού. Αυτές οι ιδιότητες καθώς και η μεταξύ τους αλληλεπίδραση θα περιγραφεί αναλυτικά παρακάτω.
Για την διέγερση του υλικού με την βοήθεια της προαναφερθείσας διάταξης θα χρησιμοποιηθεί το φαινόμενο (Inverse Faraday Effect). Σύμφωνα με αυτό, ακτινοβολία κυκλικής πόλωσης η οποία διαδίδεται σε ένα οπτικό μέσω/υλικό, εφαρμόζει ένα εγκάρσιο μαγνητικό πεδίο στο υλικό κατά μήκος του άξονα διάδοσης της ακτινοβολίας.
Συνοψίζοντας, με την τεχνική “All Optical Pump Probe” την οποία αναπτύξαμε εξ αρχής, σε ξεχωριστό εργαστήριο, στις εγκαταστάσεις Ηλεκτρονικής Δομής & Λέιζερ,
διεγείρουμε το μονοκρυσταλλικό υλικό ErFeO3 μεσω ενός «μαγνητο-οπτικού» παλμού (IFE) και εν συνεχεία ανιχνεύουμε την χρονική εξέλιξη των μαγνητο-οπτικών (ME) αλλαγών του υλικού σε ένα χρονικό παράθυρο μερικών δεκάδων picoseconds. Τα
αποτελέσματα των μετρήσεων μελετούνται και αξιολογούνται συγκρίνοντάς τα με προγενέστερες μετρήσεις.
|
Φωτο-επαγομένη μεταγωγή μαγνητικών υλικών με χρήση υπερβραχέων παλμών λέιζερ
