测量原理
飞秒激光通过光学系统聚焦到具有中心反演对称性破缺的物质上时，将产生谐波振荡，其中主要成分是频率为基频光两倍的二次谐波(SHG)。将样品放置在低温腔和矢量磁场中，然后通过测量反射的SHG信号的强度、偏振变化，来得到电极化和磁化随温度和外加磁场的变化规律。
图1 SHG测量原理图
测量条件
磁场强度：0-0.4T
测量温度：80-300K
基频光波长：700-900nm
光学分辨率：2μm（低温模式），0.3μm（常温模式）
扫描方式：偏振扫描0-360°，空间扫描20Í20μm
样品形貌：薄膜、单晶
样品尺寸：面积<12mmÍ12mm，厚度<3mm
图2 SHG磁体和样品台尺寸
典型数据
性能各异的多铁薄膜或二维材料，其中存在丰富的铁电/磁畴态。偏振分辨的SHG，对起偏和检偏角双维度的连续偏转控制，可获得SHG信号强度与偏振分布的全部信息。图3为利用该SHG设备探测BiFeO3条纹畴得到的偏振扫描强度图和面内畴态的空间成像。
图3 BiFeO3中的条纹电极化畴的SHG偏振(左)和空间(右)成像[Adv. Opt. Mater. 10, 2200831 (2022)]
相关文献
1. Adv. Opt. Mater. 10, 2200831 (2022), H. Gao, et al.
2. Nano Lett. 22, 7667 (2022), X. Shi, et al.
联系人
韩一波(Email: ybhan#hust.edu.cn，#换成@)
