[实用新型]一种用于磁光克尔效应测量的高压样品测试台

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压物理实验技术和材料物性测量领域，是一种能够降低样品薄膜碎裂率、适用于极低温度、装置成本低的一种用于磁光克尔效应测量的高压样品测试台。

背景技术

顶砧是目前唯一能够产生百万大气压以上静态压力的科学实验装置，在高压科学研究中不可替代，顶砧的工作原理是利用一对具有极小台面(一般直径在几十微米量级)的高硬度材料通过机械方式挤压样品而产生高压环境，在两个台面形成的挤压面之间放置预先加工有样品孔的金属垫圈，样品放置在样品孔中。在实验过程中需要对样品受到的压强进行监测，目前一般的压强测试方法通常使用红宝石荧光谱的方法，需要将一块红宝石与样品一起置于顶砧的样品室内，同时收集其发出的荧光。

磁光克尔效应作为表面磁学的重要实验手段，已被广泛应用于磁有序、磁各向异性、多层膜中的层间耦合以及磁性超薄膜间的相变行为等问题的研究。磁光克尔法是测量材料特性特别是薄膜材料物性的一种有效方法。磁光克尔效应的测量基本装置包括：磁体、激光器、起偏器、检偏器、光电探测器。基本实验方法如下：激光束通过起偏器后以线偏振光入射到样品表面，然后从样品表面反射，经过检偏器后进入光电探测器。检偏器的偏振方向要与起偏器成偏离消光位置一个很小的角度6，无论反射光偏振面是顺时针还是逆时针旋转，反映在光强的变化上都是强度增大。而在近似消光位置，通过检偏器的光线有一个本底光强I。反射光偏振面旋转方向和6同向时光强增大，反向时光强减小。这样样品的磁化方向可以通过光强的变化来区分。样品放置在磁场中，当外加磁场改变样品磁化强度时，反射光的偏振状态发生改变，通过检偏器的光强也发生变化，根据光电探测器探测到这个光强的变化就可以推测出样品的磁化状态。目前已经开发出多种磁光介质材料，包括非晶态稀土一过渡金属合金材料、非晶态锰铋铝硅合金材料和非晶态锰铋稀土合金材料等，这些材料通常是采用真空蒸镀、磁控溅射等方法将合金材料沉积于基底上，厚度一般在几百纳米左右，因此在高压实验中较易碎裂。

现有技术缺陷是，在非大气环境或是低温环境下通过荧光谱测压力的方法中，需要光纤将光引入压力室，并使得光纤与样品压力室中耦合，以使得光纤能够高效地传递和收集光，这是较困难的；现有技术中通常使用较大块的金刚石作为顶砧，使用钨的碳化物作为支撑台材料，而金刚石价格贵，而钨的碳化物有磁性且不透光；在使用顶砧在高压条件下的易碎薄膜样品的介电性质的测试中，顶砧通常由钨的碳化物顶砧、用作为电极的金属压板、以及电绝缘垫圈组成。现有技术中的困难是在不同的压力条件下，有效区域、电极之间的距离是变量，另外由于垫圈的形变，尤其难估计有效电极区域。所述一种用于磁光克尔效应测量的高压样品测试台能解决问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的装置包含改进的光纤耦合结构、透光的碳化硅支撑台、高强度导电玻璃制成的平行板电极，并采用液态油类或有机醇类压力媒介，降低了样品薄膜碎裂的概率；本实用新型的导电玻璃制成的电极板具有高硬度及高导电性，有效防止高压实验中液态压力媒介漏出；本实用新型中的光纤耦合方法以及光纤外套和顶砧压紧装置中采用的特殊斜方螺纹的结构能够使得光线在顶砧的高压区域之间传输的损耗最小化，并适用于极低温温度；本实用新型使用碳化硅支撑台，在不降低顶砧可达到的最大压力范围的前提下节省了装置的成本。

本实用新型所采用的技术方案是：