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

1、近年來強磁場測量技術(shù)和其環(huán)境下的測量手段有了突飛猛進的發(fā)展，在強磁場下材料的電子能態(tài)、磁矩、微觀結(jié)構(gòu)等會發(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制進行研究。目前脈沖強磁場和穩(wěn)態(tài)強磁場環(huán)境下的實驗測量手段多種多樣，主要有磁化測量、電輸運測量、電極化測量、比熱測量等等。其中穩(wěn)態(tài)強磁場下的磁光顯微成像通過利用光學顯微鏡成像的方法對樣品表面的微觀結(jié)構(gòu)進行原位觀察取得了許多突破性的進展，然而由于脈沖強磁場下的測量環(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磁場磁光顯微成像系統(tǒng)之后國內(nèi)首個脈沖強磁場下的瞬態(tài)光學顯微裝置的研制過程，并利用該裝置開展了一系列科學實驗。論文主要內(nèi)容如下：
　　一、簡要介紹了強磁場實驗技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前強磁場環(huán)境下的主要測量手段，其中強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大大減小相對穩(wěn)態(tài)強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脈沖強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方面對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及原理進行了闡述。其中分別對磁場、低溫進行了軟件仿真和實驗測試，并對磁光克爾成像原理和信號采集處理方法進行了介紹。

4、
　　三、利用該裝置對鐵電材料CuFeO2進行了磁光克爾顯微成像實驗，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的變化。通過分析磁光克爾顯微成像照片的光強得到了樣品表面的磁化強度隨磁場的變化，證實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)動馬氏體相變以及磁場驅(qū)動逆馬氏體相變進行了細致的研究，首次通過顯微鏡