Plasmon -từ 1D
5.4.1. Cấu trúc tinh thể Plasmon- từ 1D:
Tinh thể Plasmon-từ 1D sử dụng trong thí nghiệm là một cách tử Ni dạng bản hình vuông kích thước 1cm, chu kỳ là d=320 nm với độ dày 100 nm. Các mẫu này được chế tạo bằng cách thổi bay màng Nicken trên đế điện môi có khắc sẵn các vạch tuần hoàn. Đây là cách tử được nhóm nghiên cứu A. Fredyanin, Trung tâm laser quốc tế, Khoa Vật Lý, Đại học tổng hợp Lomonosov chế tạo và chuyển giao cho chúng tôi trong hợp tác nghiên cứu. Cách tử được gắn cố định trên giá đỡ có thể thay đổi độ cao và xoay được trong từ trường bằng các ốc vi chỉnh.
Hình 5.10. Cấu trúc bề mặt cách tử Ni
5.4.2. Khảo sát kích thích plasmon trên bề mặt cách tử Ni
Theo lý thuyết, do cộng hưởng Plasmon phổ ánh sáng phản xạ trên cấu trúc cách tử Ni ( tinh thể Plasmon 1D) có một điểm dị thường (Wood’s anomaly) ởđó hệ số phản xạ của ánh sáng tới phân cực p sẽ có một cực tiểu .
123
Hình 5.11: a. Sơđồ chiếu sáng cách tử Ni; b. Sơđồđo hệ số phản xạ
Sử dụng sơđồ chiếu sáng như trên hình 5.11 với góc tới α = 45o chúng tôi đã kiểm chứng phổ phản xạ của cách tử Ni đối với ánh sáng phân cực p. Thay đổi bước sóng trong vùng 540-640nm đo phổ phản xạ trên cách tử Ni chúng tôi thu được đường cong như trên hình 5.12
Hình 5.12. Phổ phản xạ trên cách tử Ni với ánh sáng phân cực p, góc tới 45o.
Phổ phản xạ thu được có một chỗ lõm tại gần bước sóng 560 nm. Kết quả này khá phù hợp với kết quảđã công bố [2]. Kết quảđo đạc cho thấy một cách định tính đã có một sự phân bố lại thông lượng ánh sáng phản xạ do cộng hưởng plasmon gần bước sóng 560
Máy đơnsắc Lock-in 1 2 3 4 3 6 7 8
124
nm. Thông lượng ánh sáng tới đã chuyển vào mode Plasmon bề mặt làm cho cường độ ánh sáng phản xạ giảm ở bước sóng cộng hưởng này.
5.4.3 Kiểm nghiệm hiệu ứng từ quang Kerr tăng cường trên cách tử Ni
Sử dụng hệđo từ quang đã lắp đặt (sơ đồ hình 5.8), thay đổi bước sóng của máy đơn sắc, chúng tôi đo hiệu ứng Kerr thông qua sự thay đổi của cường độ dòng điện trên quang trở khi tắt/ bật từ trường. Theo quy ước, tín hiệu Kerr (TKE) được xác định bằng tỷ số δ = (I-I0) /Io với I là cường độ ánh sáng phản xạ, Io là cường độ ánh sáng phản xạ khi không có từ trường, I là cường độ ánh sáng phản xạ khi có từ trường 500 gauss. Xem cường độ dòng quang điện tỷ lệ với cường độ ánh sáng tới quang trở chúng tôi thay các giá trị I và Ioở trên bằng giá trị cường độ dòng điện tương ứng để các định tỷ số δ. Các phép đo được thực hiên với góc tới là 45o. Kính phân cực đặt sau khe sáng lối ra của máy đơn sắc luôn cho ánh sáng phân cực p (điện trường song song với mặt phẳng tới). Kết quảđược mô tả trên đồ thị hình 5.13 (đường chấm vuông). Để so sánh chúng tôi đã đo sự phụ thuộc phổ của tín hiệu Kerr (TKE) đối với trường hợp màng mỏng Ni đồng đều (đường chấm tròn trên hình 5.13)
Hình 5.13:Đường cong phổ của tín hiệu TKE δ = (I-I0) /Io đối với cách tử Ni (đường chấm vuông) và đối với màng Ni đồng đều (đường chấm tròn)
Hiệu ứng từ quang Kerr tăng cường rõ rệt ở gần vùng bước sóng 560nm. tương ứng với bước sóng cho điểm dị thường (Wood’s anomaly) (hình 5.12 trong phổ phản xạ. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả đã tính toán và đo đặc của nhóm nghiên cứu A.Fredyanin trên cách tử Ni này.
125
Nhờ có hợp tác nghiên cứu với Trung tâm laser quốc tế, Khoa Vật Lý, Đại học tổng hợp Lomonosov trong nhiêm vụ Nghịđịnh thư, chúng tôi đã xây dựng thành cong một hệđo từ quang cho phép nghiên cứu hiệu ứng từ quang Kerr tăng cường trên cấu trúc tinh thể Plasmon-từ 1D .