Haruldaste muldmetallide magnetooptilised materjalid
Magnetoptilised materjalid viitavad optilise informatsiooni funktsionaalsetele materjalidele, millel on magnetoptilised efektid ultraviolett-infrapuna sagedusaladel. Haruldaste muldmetallide magnetooptilised materjalid on uut tüüpi optilise teabe funktsionaalsed materjalid, millest saab nende magnetoptilisi omadusi ning valguse, elektri ja magnetismi vastasmõju ja muundamise abil muuta erinevate funktsioonidega optilisteks seadmeteks. Näiteks modulaatorid, isolaatorid, tsirkulatsioonipumbad, magneto-optilised lülitid, deflektorid, faasinihutid, optilised teabeprotsessorid, kuvarid, mälud, lasergüroskoopilised kaldepeeglid, magnetomeetrid, magneto-optilised andurid, trükimasinad, videosalvestid, mustrituvastusmasinad, optilised kettad , optilised lainejuhid jne.
Haruldaste muldmetallide magnetoptika allikas
Theharuldaste muldmetallide elementtekitab täitmata 4f elektronkihi tõttu korrigeerimata magnetmomendi, mis on tugeva magnetismi allikas; Samal ajal võib see põhjustada ka elektronide üleminekuid, mis on valguse ergutamise põhjuseks, mis toob kaasa tugevaid magnetooptilisi efekte.
Puhtad haruldased muldmetallid ei avalda tugevat magnetoptilist efekti. Ainult siis, kui haruldaste muldmetallide elemendid on legeeritud optilistesse materjalidesse, nagu klaas, liitkristallid ja sulamkiled, ilmneb haruldaste muldmetallide elementide tugev magneto-optiline efekt. Tavaliselt kasutatavad magneto-optilised materjalid on üleminekurühma elemendid nagu (REBi) 3 (FeA) 5O12 granaadikristallid (metallielemendid nagu A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM amorfsed kiled (Fe, Co, Ni, Mn ) ja haruldaste muldmetallide prille.
Magneto optiline kristall
Magnetoptilised kristallid on magnetoptiliste efektidega kristallmaterjalid. Magneto-optiline efekt on tihedalt seotud kristallmaterjalide magnetilisusega, eriti materjalide magnetiseerimistugevusega. Seetõttu on mõned suurepärased magnetmaterjalid sageli suurepäraste magnetoptiliste omadustega magnetoptilised materjalid, näiteks ütriumraudgranaat ja haruldaste muldmetallide raudgranaadi kristallid. Üldiselt on paremate magneto-optiliste omadustega kristallid ferromagnetilised ja ferrimagnetilised kristallid, näiteks EuO ja EuS on ferromagnetid, ütriumraudgranaat ja vismutiga legeeritud haruldaste muldmetallide raudgranaat on ferrimagnetid. Praegu kasutatakse peamiselt neid kahte tüüpi kristalle, eriti raudmagnetilisi kristalle.
Haruldaste muldmetallide granaadist magnetooptiline materjal
1. Haruldaste muldmetallide raudgranaadi magneto-optiliste materjalide ehituslikud omadused
Granaattüüpi ferriitmaterjalid on uut tüüpi magnetmaterjalid, mis on tänapäeval kiiresti arenenud. Kõige olulisem neist on haruldaste muldmetallide raudgranaat (tuntud ka kui magnetgranaat), mida tavaliselt nimetatakse RE3Fe2Fe3O12 (võib lühendada RE3Fe5O12), kus RE on ütriumi ioon (mõned on ka legeeritud Ca, Bi plasmaga), Fe Fe2 ioonid saab asendada In, Se, Cr plasmaga ja Fe ioonid Fe-s võib asendada A, Ga plasmaga. Kokku on seni toodetud 11 üksikut haruldast muldmetalli granaati, millest kõige tüüpilisem on Y3Fe5O12, lühendatult YIG.
2. Ütriumraudgranaat magneto-optiline materjal
Ütriumraudgranaadi (YIG) avastas Bell Corporation esmakordselt 1956. aastal tugeva magneto-optilise efektiga monokristallina. Magnetiseeritud ütriumraudgranaadi (YIG) magnetkadu on mitu suurusjärku madalam kui ühelgi teisel ferriidil ülikõrgsagedusväljas, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt teabesalvestusmaterjalina.
3. Kõrge legeeritud Bi-seeria haruldaste muldmetallide raudgranaatmagneto-optilised materjalid
Optilise sidetehnoloogia arenguga on tõusnud ka nõuded infoedastuse kvaliteedile ja läbilaskevõimele. Materjaliuuringute seisukohast on vaja parandada magneto-optiliste materjalide kui isolaatorite südamiku jõudlust, et nende Faraday pöörlemisel oleks väike temperatuurikoefitsient ja suur lainepikkuse stabiilsus, et parandada seadme isolatsiooni stabiilsust. temperatuuri ja lainepikkuse muutused. Kõrge legeeritud biioonide seeria haruldaste muldmetallide granaadi monokristallid ja õhukesed kiled on muutunud uurimistöö keskmeks.
Bi3Fe5O12 (BiG) ühekristalliline õhuke kile annab lootust integreeritud väikeste magnetoptiliste isolaatorite väljatöötamiseks. 1988. aastal avaldasid T Kouda jt. saadi esimest korda Bi3FesO12 (BiIG) ühekristallilised õhukesed kiled, kasutades reaktiivset plasma pihustussadestamise meetodit RIBS (reaction lon bean sputtering). Seejärel hankisid Ameerika Ühendriigid, Jaapan, Prantsusmaa ja teised edukalt Bi3Fe5O12 ja kõrge Bi legeeritud haruldaste muldmetallide raua granaadi magnetooptilisi kilesid, kasutades erinevaid meetodeid.
4. Ce-ga legeeritud haruldaste muldmetallide raua granaadi magneto-optilised materjalid
Võrreldes tavaliselt kasutatavate materjalidega, nagu YIG ja GdBiIG, on Ce-ga legeeritud haruldaste muldmetallide granaadil (Ce: YIG) suur Faraday pöördenurk, madal temperatuuritegur, madal neeldumine ja madal hind. See on praegu kõige lootustandvam uut tüüpi Faraday pöörlev magneto-optiline materjal.
Haruldaste muldmetallide magnetoptiliste materjalide kasutamine
Magneto optilistel kristallmaterjalidel on märkimisväärne puhas Faraday efekt, madal neeldumistegur lainepikkustel ning kõrge magnetiseeritus ja läbilaskvus. Peamiselt kasutatakse optiliste isolaatorite, optiliste mittevastastikusete komponentide, magnetoptilise mälu ja magnetoptiliste modulaatorite, fiiberoptilise side ja integreeritud optiliste seadmete, arvutisalvestuse, loogiliste toimingute ja edastusfunktsioonide, magnetoptiliste kuvarite, magnetoptilise salvestuse, uute mikrolaineseadmete tootmiseks. , lasergüroskoobid jne. Magneto-optiliste kristallmaterjalide pideva avastamisega suureneb ka seadmete valik, mida saab rakendada ja valmistada.
(1) Optiline isolaator
Optilistes süsteemides, nagu fiiberoptiline side, on valgus, mis naaseb laseriallikasse optilise tee erinevate komponentide peegelduspindade tõttu. See valgus muudab laserallika väljundvalguse intensiivsuse ebastabiilseks, põhjustades optilist müra ning piirates oluliselt signaalide edastusvõimsust ja sidekaugust kiudoptilises sides, muutes optilise süsteemi ebastabiilseks. Optiline isolaator on passiivne optiline seade, mis laseb läbi ainult ühesuunalist valgust ja selle tööpõhimõte põhineb Faraday pöörlemise vastastikkuse puudumisel. Kiudoptiliste kajade kaudu peegelduvat valgust saab optiliste isolaatoritega hästi isoleerida.
(2) Magnetoptilise voolu tester
Kaasaegse tööstuse kiire areng on seadnud kõrgemad nõuded elektrivõrkude edastamisele ja tuvastamisele ning traditsioonilised kõrgepinge ja suure voolu mõõtmise meetodid seisavad silmitsi tõsiste väljakutsetega. Fiiberoptilise tehnoloogia ja materjaliteaduse arenedes on magneto-optilised voolutestid pälvinud laialdast tähelepanu tänu oma suurepärasele isolatsiooni- ja häiretevastasele võimele, suurele mõõtmistäpsusele, lihtsale miniaturiseerimisele ja potentsiaalsete plahvatusohtude puudumisele.
(3) Mikrolaineahi
YIG-l on kitsas ferromagnetresonantsjoon, tihe struktuur, hea temperatuuristabiilsus ja väga väike iseloomulik elektromagnetiline kadu kõrgetel sagedustel. Need omadused muudavad selle sobivaks mitmesuguste mikrolaineseadmete (nt kõrgsageduslikud süntesaatorid, ribapääsfiltrid, ostsillaatorid, AD häälestusdraiverid jne) valmistamiseks. Seda on laialdaselt kasutatud röntgenisagedusalast allpool asuvas mikrolaine sagedusalas. Lisaks saab magnetoptilistest kristallidest valmistada ka magnetoptilisi seadmeid, näiteks rõngakujulisi seadmeid ja magnetooptilisi kuvareid.
(4) Magnetoptiline mälu
Infotöötlustehnoloogias kasutatakse teabe salvestamiseks ja salvestamiseks magneto-optilisi kandjaid. Magneto optiline salvestusruum on optilise salvestusruumi liider, mille omadused on suure mahutavuse ja optilise salvestusruumi vaba vahetamise omadused, samuti magnetmälu kustutatava ümberkirjutamise eelised ja magnetkõvaketastele sarnane keskmine juurdepääsukiirus. Kulude jõudluse suhe on võti selle kohta, kas magnetoptilised kettad võivad olla teejuhiks.
(5) TG monokristall
TGG on kristall, mille töötas välja Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) 2008. aastal. Selle peamised eelised: TGG monokristallidel on suur magneto-optiline konstant, kõrge soojusjuhtivus, madal optiline kadu ja kõrge laserkahjustuse lävi. kasutatakse laialdaselt mitmetasandilistes võimendus-, rõngas- ja seemnesüstelaserites, nagu YAG ja T-leegitud safiir
Postitusaeg: 16. august 2023