[發(fā)明專利]利用皮秒電脈沖的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113359071A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙巍勝;肖晨;張博宇;蔡文龍;魏家琦
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 董驍毅;葉明川

1.一種利用皮秒電脈沖的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

電脈沖發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生皮秒級電脈沖；

射頻傳輸裝置，分別與所述電脈沖發(fā)生裝置以及位于一多維度外部磁場內(nèi)的待測樣品連接，用于將所述皮秒級電脈沖傳輸至所述待測樣品；

時間分辨率磁光克爾子系統(tǒng)，用于向所述待測樣品發(fā)射激光信號，接收所述待測樣品表面的反射信號，并根據(jù)所述反射信號判斷所述待測樣品當(dāng)前的磁化狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電脈沖發(fā)生裝置包括激光器、電壓源以及由光電材料層、絕緣層及傳輸線組成的電脈沖發(fā)生器；

所述激光器用于產(chǎn)生飛秒激發(fā)光；

所述光電材料層包括一光控開關(guān)區(qū)，所述光控開關(guān)區(qū)用于響應(yīng)所述激光器產(chǎn)生的飛秒激發(fā)光；

所述絕緣層形成于所述光電材料層上，其中，所述絕緣層與所述光控開關(guān)區(qū)對應(yīng)的位置存在一開關(guān)結(jié)構(gòu)，使所述光控開關(guān)區(qū)部分暴露或完全暴露；

所述傳輸線形成與所述絕緣層上，所述傳輸線包括電流傳輸線和至少一條地信號傳輸線；其中，所述電流傳輸線包括第一段電流傳輸線及第二段電流傳輸線，所述開關(guān)結(jié)構(gòu)位于所述第一段電流傳輸線與第二段電流傳輸線之間，且所述第一段電流傳輸線及第二段電流傳輸線相對端分別與所述開關(guān)結(jié)構(gòu)的相對邊對齊；

所述電壓源與所述第一段電流傳輸線連接，并輸出一偏壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻傳輸裝置包括：

射頻橋接探針，包括微波傳輸結(jié)構(gòu)及分別對稱連接于所述微波傳輸結(jié)構(gòu)兩端的第一探針組件和第二探針組件；所述第一探針組件與所述電脈沖發(fā)生裝置的傳輸線連接，以接收所述電脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生的皮秒級電脈沖；所述第二探針組件通過一傳輸線與所述待測樣品連接，以將所述皮秒級電脈沖傳輸至所述待測樣品；

所述微波傳輸結(jié)構(gòu)包括信號通道、屏蔽層以及中間介質(zhì)；

所述探針組件包括一第一探針和至少一個第二探針；

所述第一探針與所述微波傳輸結(jié)構(gòu)的信號通道連接，所述第二探針與所述微波傳輸結(jié)構(gòu)的屏蔽層連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述待測樣品由上至下依次包括：自由層、隧穿勢壘層、參考層以及重金屬層；

所述時間分辨率磁光克爾子系統(tǒng)向所述待測樣品的自由層發(fā)射激光信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于：

所述電脈沖發(fā)生裝置通過延時光路與所述時間分辨率磁光克爾子系統(tǒng)共用激光器。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

電導(dǎo)率測試子系統(tǒng)，用于將測試信號分別加載至所述待測樣品的兩端，以測試所述待測樣品水平橫向的電阻率或電導(dǎo)率，并根據(jù)所述電阻率或電導(dǎo)率判斷所述待測樣品的磁化狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電導(dǎo)率測試子系統(tǒng)通過第一信號線同時連接所述待測樣品一端的自由層、隧穿勢壘層、參考層以及重金屬層；

所述電導(dǎo)率測試子系統(tǒng)通過第二信號線同時連接所述待測樣品另一端的自由層、隧穿勢壘層、參考層以及重金屬層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻傳輸裝置通過第一傳輸線將所述皮秒級電脈沖從所述待測樣品的側(cè)面輸入；以及

所述射頻傳輸裝置通過第二傳輸線將所述皮秒級電脈沖從所述自由層的頂面輸入待測樣品。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁動力學(xué)測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

電導(dǎo)率測試子系統(tǒng)，用于將測試信號分別加載到所述待測樣品的頂端和底端，以測試所述待測樣品豎直縱向的電阻率或電導(dǎo)率，并根據(jù)所述電阻率或電導(dǎo)率判斷所述待測樣品的磁化狀態(tài)。