脈沖強(qiáng)磁場瞬態(tài)光學(xué)顯微成像系統(tǒng)的研制與應(yīng)用.pdf

1、近年來強(qiáng)磁場測量技術(shù)和其環(huán)境下的測量手段有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在強(qiáng)磁場下材料的電子能態(tài)、磁矩、微觀結(jié)構(gòu)等會(huì)發(fā)生一系列改變，產(chǎn)生形形色色的物理效應(yīng)，從而能夠?qū)Σ牧系牟煌锢頇C(jī)制進(jìn)行研究。目前脈沖強(qiáng)磁場和穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)測量手段多種多樣，主要有磁化測量、電輸運(yùn)測量、電極化測量、比熱測量等等。其中穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場下的磁光顯微成像通過利用光學(xué)顯微鏡成像的方法對樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行原位觀察取得了許多突破性的進(jìn)展，然而由于脈沖強(qiáng)磁場下的測量環(huán)境較為

2、極端該顯微成像的方法并未普及。近十年來隨著高速成像技術(shù)、極低溫技術(shù)以及脈沖磁體技術(shù)的成熟，使得脈沖強(qiáng)磁場下顯微成像成為了可能，本文主要介紹了繼日本脈沖強(qiáng)磁場磁光顯微成像系統(tǒng)之后國內(nèi)首個(gè)脈沖強(qiáng)磁場下的瞬態(tài)光學(xué)顯微裝置的研制過程，并利用該裝置開展了一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)。論文主要內(nèi)容如下：
　　一、簡要介紹了強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前強(qiáng)磁場環(huán)境下的主要測量手段，其中強(qiáng)磁場下利用磁光顯微成像的方法較常規(guī)方法能夠直接觀察到更多微觀細(xì)節(jié)。然而

3、由于脈沖場下的諸多極端環(huán)境該手段仍主要局限于穩(wěn)態(tài)場，開發(fā)脈沖場下的磁光顯微成像將能在提高最大磁場的同時(shí)大大減小相對穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場下磁光顯微成像裝置的成本以及對液氦的依賴性。
　　二、介紹了華中科技大學(xué)脈沖強(qiáng)磁場磁光克爾顯微成像裝置的研制過程，主要從脈沖電源、脈沖磁體、低溫真空系統(tǒng)、成像采集以及信號測量這幾個(gè)方面對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及原理進(jìn)行了闡述。其中分別對磁場、低溫進(jìn)行了軟件仿真和實(shí)驗(yàn)測試，并對磁光克爾成像原理和信號采集處理方法進(jìn)行了介紹。

4、
　　三、利用該裝置對鐵電材料CuFeO2進(jìn)行了磁光克爾顯微成像實(shí)驗(yàn)，觀察了在極低溫環(huán)境下CuFeO2樣品表面磁疇的形貌以及磁場作用下克爾光強(qiáng)的變化。通過分析磁光克爾顯微成像照片的光強(qiáng)得到了樣品表面的磁化強(qiáng)度隨磁場的變化，證實(shí)了在該磁光成像顯微系統(tǒng)下利用克爾成像手段觀察樣品表面磁疇以及磁化趨勢的可能性。
　　四、利用磁光顯微成像系統(tǒng)對NiMn磁記憶合金溫度驅(qū)動(dòng)馬氏體相變以及磁場驅(qū)動(dòng)逆馬氏體相變進(jìn)行了細(xì)致的研究，首次通過顯微鏡