[发明专利]一种利用光学谐振腔增强磁光克尔效应的方法

说明书

本发明提供一种利用光学谐振腔结构增强磁光克尔效应的方法，属于纳米加工制备技术领域。该方法首先选取洁净的平整薄片为衬底；然后利用磁控溅射、热蒸镀、分子束外延(MBE)、金属有机气相化学沉积(MOCVD)、原子层沉积(ALD)和旋涂方法中的一种或几种在备好的衬底上依次构筑高反射率薄膜、高透射率薄膜、磁性薄膜、高透射率薄膜或者依次为高反射率薄膜、高透射率薄膜、磁性薄膜，最后得到可以明显增强磁性薄膜层磁光克尔信号的多层复合纳米结构。该方法通过单纯的制备光学谐振腔达到控制磁光克尔信号,操作过程简单易行。

技术领域

本发明涉及纳米加工制备技术领域，具体涉及一种利用高透射率的薄膜构造法布里-珀罗光学谐振腔调控磁光克尔偏转角的方法。

背景技术

多功能磁性纳米材料已成为发展基于全光和自旋电子学方法的后CMOS时代用节能型数据存储和处理技术的关键材料，同时该材料也是高灵敏度磁光传感器和磁测量的基础材料(Belotelov,V.,et al.,Plasmon-mediated magneto-opticaltransparency.Vol.4.2013.2128.)。随着磁光传感器件、自旋电子器件、磁光存储器件等在信息、医疗、国防等技术领域的广泛应用，人们对高性能磁光材料的功能化需求也日益提高。如何提高磁光材料的磁光克尔偏转角以及磁灵敏度是近几年的研究热点，随着纳米制备技术的发展，目前磁光克尔偏转角可以通过局域表面等离激元共振(Manera,M.G.,etal.,Enhanced gas sensing performance of TiO₂functionalized magneto-opticalSPR sensors.Journal of Materials Chemistry,2011.21(40):p.16049-16056.)、传播表面等离激元共振(Ferreirovila,E.,et al.,Magneto-optical and magnetoplasmonicproperties of epitaxial and polycrystalline Au/Fe/Au trilayers.PhysicalReview B,2011.83(20):p.1833-1843)以及法诺共振(Chen,L.,et al.,Tunable Fanoresonance and magneto-optical response in magnetoplasmonic structurefabricated by pure ferromagnetic metals.Phys.rev.b,2016.93(21))等方式进行增强。

除此之外通过对多层磁性薄膜的研究表明，适当选择各层的构成材料和层厚，可有效控制薄膜系统的光学和磁光性质。特别是当层与层间出现相互作用时，由于层间的磁电交换耦合作用，可出现附加的磁光效应。人们通过对含贵金属膜层的复合薄膜的研究意识到：磁场控制的等离激元效应与横向克尔效应的有效结合对提高复合薄膜磁光效应具有重要性。另外，人们还研制出了半金属薄膜材料、磁性纳米半导体材料等磁光性能优良的新型磁光纳米材料。

发明内容

本发明目的在于利用高透射率的薄膜构建单层或者双层法布里-珀罗光学谐振腔实现对磁性薄膜磁光性质的提高。

一种利用光学谐振腔增强磁光克尔效应的方法，其特征在于利用高透射率的薄膜构建单层或多层法布里-珀罗光学谐振腔实现对磁性薄膜磁光性质的调控，具体制备过程为：

(1)选取表面平整的薄片作为衬底，衬底在使用前根据选取的衬底属性选择合适的溶液进行超声清洗，去除衬底表面的杂质。

(2)在备好的衬底上依次构筑高反射率薄膜、高透射率薄膜、磁性层、高透射率薄膜或者依次为高反射率薄膜、高透射率薄膜、磁性层。

进一步地，本发明选用的衬底为表面平整且洁净的普通玻璃片、石英片、蓝宝石片、硅片和聚合物片等。

进一步地，所述溶液为乙醇、丙酮、去离子水中的一种或者几种。