CryoFMR para PPMS
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CryoFMR para PPMS

NanOsc Instruments

O PhaseFMR da NanOsc mede a ressonância ferromagnética de um filme magnético fino e deriva suas propriedades fundamentais a partir dessas medidas. O instrumento oferece uma solução plug-and-play fácil e acessível para medições magnetodinâmicas. Ele vem com todo o equipamento de micro-ondas e detecção, bem como software de medição e análise. As únicas coisas necessárias são um computador, um ímã e a fonte de energia para o ímã, que podemos entregar mediante pedido.

A análise FMR é muito útil para caracterizar propriedades magnéticas estáticas e dinâmicas de filmes finos ferromagnéticos, já que o usuário não precisa saber ou medir o volume da amostra. O CryoFMR permite análise FMR de guia de onda coplanar de banda larga (CPW) em uma faixa de temperaturas. O CryoFMR para PPMS é dedicado ao uso com todas as plataformas PPMS da Quantum Design.

O instrumento inclui uma fonte de frequência RF e um módulo de detecção de lock-in, e vem com um software fácil de usar que fornece ao usuário parâmetros magnéticos extraídos para a amostra: (i) comportamento estático, como magnetização de saturação e anisotropias; e (ii) comportamento dinâmico, como amortecimento intrínseco e alargamento de linha não-homogênea.

Para melhor integração com criostatos da família PPMS, apenas o inserto de sonda PPMS FMR é necessário. Esta sonda inclui a termometria local na localização da amostra, bobinas de modulação Helmholtz em torno da montagem da amostra e coaxial criogênico descendo até a amostra. A NanOsc Instruments fornece dois CPWs para análise de filmes finos com campos magnéticos planares e extra-planares.

Especificações

Extração de Dados

Varreduras FMR típicas usando o CryoFMR para PPMS sobre uma faixa de temperaturas criogênicas aparecem à esquerda junto com ajustes de curva Lorentziana assimétrica em vermelho. O amplificador de lock-in embutido recupera sinais de resposta FMR que possam ser obstruídos por ruídos de ordem de magnitude maior do que o sinal em si. Devido à modulação de um par de bobinas Helmholtz conectadas a uma fonte AC interna, a saída do lock-in será uma curva FMR derivada em vez de uma curva de absorção FMR.

O software combina varreduras selecionadas sobre uma faixa de frequências a fim de extrair as propriedades magnéticas desejadas, conforme mostrado nas imagens de tela abaixo. Nos três gráficos de cima, a largura de linha Delta H está traçada contra a frequência RF e ajustes lineares em vermelho.

Isto permite a extração do amortecimento intrínseco e o DHo de alargamento de linha não-homogênea para cada temperatura. Os três gráficos de baixo mostram a frequência RF traçada contra o campo de ressonância junto com as equações de Kittel ajustadas em vermelho. Aqui, os parâmetros extraídos são o Ms de magnetização de saturação e o campo Hk de anistropia.

Software

O software torna fácil o experimento FMR. A interface de usuário do software é dividida em três abas: 1. Configurar a varredura da medição 2. Monitorar as medidas em execução 3. Pós-processamento e extração de parâmetros.



A tabela na aba de configuração tem uma linha com parâmetro individuais para cada varredura. O usuário pode selecionar valores para os campos de início e fim para cada frequência para focar na faixa em que se espera a resposta e, portanto, reduzir o tempo total de varredura.



Na aba de medições, há três gráficos mostrando a saída de lock-in (canto superior esquedo), o inphase e os componentes de quadratura da derivada do FMR de resposta (canto superior direito), e o histórico de varreduras FMR (canto inferior direito). Na aba de pós-processamento, há uma lista (azul, canto superior esquerdo) com resultados do ajuste de curva de todas as varreduras em uma função Lorentziana.



O usuário pode clicar para selecionar todas ou algumas delas e os dois gráficos à direita mostram as varreduras FMR selecionadas e suas respostas integradas normalizadas correspondentes. Os dois gráficos restantes à esquerda apresentam a saída final de toda a medição. A curva ajustada ao gráfico de amortecimento e o gráfico de Kittel dão os parâmetros para as propriedades magnéticas.