關鍵字
磁光克爾效應；薄膜；NiMn；磁滯
magneto-optical Kerr study of magnetic thin-film nature of NiMn
Abstract
Surface as the surface magneto-optic Kerr effect magnetic important experimental tool has been widely used in magnetic and orderly, magnetic anisotropy, multi-layer interlayer coupling in magnetic ultra-thin films, as well as between the behavior of phase-change research. Magneto-optical Kerr method is to measure the material properties, especially properties of thin films of an effective method. This article describes in detail the principle of magneto-optical Kerr effect, magneto-optical Kerr measurements, as well as the law of experimental apparatus, but also introduced the instrument in the experimental device characteristics. Finally, a detailed introduction of the magneto-optical Kerr NiMn multilayer films measured hysteresis loop of the experimental results can be seen NiMn multilayer films have a clear hysteresis behavior, reflecting the multi-layer films of ferromagnetic NiMn characteristics.
Keywords
Magneto-optical Kerr effect; The film; NiMn; Hysteresis.
0 引言
薄膜的套用非常廣泛，常見的有PET薄膜，它是一種性能比較全面的包裝薄膜。鍍鋁薄膜，它既有塑膠薄膜的特性，又具有金屬的特性。鍍鋁薄膜表面鍍鋁的作用是遮光、防紫外線照射，既延長了內容物的保質期，又提高了薄膜的亮度，從一定程度上代替了鋁箔，也具有價廉、美觀及較好的阻隔性能，因此，鍍鋁薄膜在複合包裝中的套用十分廣泛，目前主要套用於餅乾等乾燥、膨化食品包裝以及一些醫藥、化妝品的外包裝上。目前套用最多的鍍鋁薄膜主要有聚酯鍍鋁膜（VMPET）和CPP 鍍鋁膜（VMCPP）。透明導電薄膜，透明導電薄膜用於太陽能。熱封膜 ，熱封膜是BOPP薄膜的基本品種之一，主要用於印刷、複合制袋或裹包包裝。分為單面熱封膜和雙面熱封膜。
薄膜開關是一種在撓性聚碳酸脂或聚脂薄膜上用導電漿料印刷觸點電路製成的開關，屬於觸點開關的一種。薄膜開關有平面型、多層組合、密封式結構，是集按鍵開關，面板功能標記，讀數顯示透明窗，指示燈窗孔及電路為一體的電子整機操縱系統的總成。光學多層膜,光學多層膜系統已經廣泛的套用於微電子系統，光學系統等，而由於薄膜應力的存在，對系統的功能與可能性產生很大的影響，它不僅會直接導致薄膜的龜裂、脫落，使薄膜損壞，而且會作用基體，使基體發生形變，從而使通過薄膜組件的光波前發生畸變，影響傳輸特性。
此外常見的薄膜還有：超薄高消光膜，TPU透明膜，高壓聚乙烯微薄薄膜，扭結膜，標籤膜，吸管包裝膜，離型膜，低靜電薄膜，抗紫外線膜，抗菌膜，耐溫阻燃膜,磁性膜等.
隨著計算機套用的普及,和人們對硬碟空間需求的增大,因此人們對磁性材料的研究也達到了一個新的階段.磁性材料的套用也很廣泛，可用於電聲、電信、電錶、電機中，還可作記憶元件、微波元件等。可用於記錄語言、音樂、圖像信息的磁帶、計算機的磁性存儲設備、乘客乘車的憑證和票價結算的磁性卡等。
磁性材料包括燒結釹鐵硼磁體，粘結釹鐵硼磁粉、釤鈷磁磁體，釹鐵硼磁體，特種形狀磁體，複合型永磁體、鐵氧體永磁材料、鐵氧體軟磁材料、金屬軟磁材料、非晶及納米晶磁性材料，以及各種磁性功能材料。
由於磁性材料套用的廣泛，因此器件的微型化已成為一種大趨勢，這就使得對體積較小且功率較大的驅動器的需求變得越來越迫切．NiMn形狀記憶合金薄膜具有優良的性能．一是可以在單位體積中產生出比傳統的塊體材料驅動器更大的能量密度．二是可以加快加熱（冷卻循環）的周期， 從而提高循環的工作周期，故可以提高器件的回響速率．
鐵磁形狀記憶效應是指將奧氏體相在外場作用下產生馬氏體相變而發生形狀改變或經相變形成的馬氏體相經範性形變而改變形狀後，不僅可以經過加熱而且可以通過去掉磁場的方式經逆相變回復到原來的奧氏體相，使得材料能完全恢復到形變前的狀態和體積。所以，鐵磁形狀記憶效應除了具有一般形狀記憶效應所具有的特點外，還具有其自身的特點。而鐵磁形狀記憶合金在磁場控制下不僅具有可與形狀記憶合金相比的，大的輸出應變和應力，而且具有大的磁彈性耦合係數（機電耦合係數）和高的能量密度，靈敏的磁感應強度隨應變力的改變而變化，以及可與壓電材料相比，高的頻率回響和可精確控制的綜合性。近年來，合金系統作為一種新型的驅動材料套用於驅動器件，形狀記憶合金既具有感測功能又具有執行功能，因此，新形狀記憶材料的理論研究以及開發和套用受到了人們的重視，並成為各國學者的研究熱點之一。而鐵磁NiMn薄膜形狀記憶效應是這方面的一個新的進展。
在1845年，Michael Faraday首先發現了磁光效應，他發現當外加磁場加在玻璃樣品上時，透射光的偏振面將發生鏇轉的效應，隨後他在外加磁場之金屬 表面上做光反射的實驗，但由於他所謂的表面並不夠平整，因而實驗結果不 能使人信服。1877年John Kerr在觀察偏振化光從拋光過的電磁鐵磁極反射出來時，發現了磁光克爾效應(magneto-optic Kerr effect)。1985年Moog和 Bader兩位學者進行鐵超薄膜磊晶成長在金單晶(100)面上的磁光克爾效應做了大量實驗，成功地得到一原子層厚度磁性物質之磁滯回線，並且提出了以SMOKE(surface magneto-optic Kerr effect的縮寫)來作為表面磁光克爾效應，用以表示套用磁光克爾效應在表面磁學上的研究。由於此方法致磁性解析靈敏度達一原子層厚度，且儀器配置合於超高真空系統之工作，因而成為表面磁學的重要研究方法。 表面磁光克爾效應實驗系統是表面磁性研究中的一種重要手段，它在磁性超薄膜的磁有序、磁各向異性、層間耦合和磁性超薄膜的相變行為等方面的研究中都有重要套用。套用該系統可以自動掃描磁性樣品的磁滯回線，從而獲 得薄膜樣品矯頑力、磁各異性等方面的信息。
表面磁光克爾效應(surface magneto-optic Kerr effect，縮寫為SMOKE)作為表面磁學的重要實驗手段，已被廣泛套用於磁有序、磁各向異性、多層膜中的層間耦合以及磁性超薄膜間的相變行為等問題的研究．自1985年代以來相繼出現了多種SMOKE實驗方案．由於SMOKE要求能夠達到單原子層磁性檢測的靈敏度，因此對於光源和檢測手段提出了很高的要求．目前國際上比較常見的是用輸出功率很穩定的偏振雷射器．如Bader等人採用的高穩定度偏振雷射器，其穩定度小於0.1。也有用Wollaston稜鏡分光的方法，降低對雷射功率穩定度的要求．Chappert等人的方案是將從樣品出射的光經過Wollaston稜鏡分為I和P偏振光，再經過測量它們的比值來消除光強不穩定造成的影響．但這種方法的背景信號非常大，對探測器以及後級放大器的要求很高．也有人採用普通的氦氖雷射器在起偏器後加分光鏡，將信號分為信號光束和參考光束，通過測量二者的比值來消除由於雷射器光強和偏振面不穩定造成的影響．本文給出的SMOKE新型測量系統，採用更為普通的半導體雷射器作光源，用常見矽光電池進行克爾信號的採集，同樣成功地得到了磁滯回線，且整個系統有較高的檢測靈敏度。因此，它是一種普適方案，在一些科研機構和大學近代物理實驗室使用後，均取得了良好的實驗效果。
磁光信息存儲是近年發展起來的新技術，是對傳統信息存儲技術的革新。開發更多、性能更加優越，而且實用的磁光介質材料是當前信息存儲領域的一項重要的任務。測量磁光介質的克爾轉角則是研究這些材料的基本手段和方法。對於非開發人員來講，測量磁光克爾轉角的實驗一方面能夠提高進行物理綜合實驗的能力，另一方面對信息存儲的新技術將有更加深刻的理解，能啟發他們利用物理原理在信息存儲技術等領域提出新的構想，做出新的貢獻。
1光學中的磁光克爾效應
1.1磁光克爾效應
當一束單色線偏振光照射在磁光介質薄膜表面時，部分光線將發生透射，透射光線的偏振面與入射光的偏振面相比有一轉角，這個轉角被叫做磁光法拉第轉角(θF)．而反射光線的偏振面與入射光的偏振面相比也有一轉角，這個轉角被叫做磁光克爾轉角(θk)，這種效應叫做磁光克爾效應．磁光克爾效應包括三種情況：(1)縱向克爾效應，即磁化強度既平行於介質表面又平行於光線的入射面時的克爾效應；(2)極向克爾效應，即磁化強度與介質表面垂直時發生的克爾效應；(3)橫向克爾效應，即磁化強度與介質表面平行時發生的克爾效應(如圖1-1所示)．
縱向克爾效應 極向克爾效應 橫向克爾效應
圖1-1 三種磁光克爾效應
對於已經寫入了信息的磁光介質，要讀出所寫的信息則需要利用磁光克爾效應來進行．具體方法是：將一束單色偏振光聚焦後照射在介質表面上的某點，通過檢測該點處磁疇的磁化方向來辨別信息的“0”或“1”。例如，被照射的點為正向磁化，則在該點的反射光磁光克爾轉角應為+θk，見圖1-2，相反被照射的點為反向磁化，則在該點的反射光磁光克爾轉角應為-θk。因此，如果偏振分析器的軸向恰好調整為與垂直於記錄介質的平面成θk夾角，那么在介質上反向磁化點的反射光線將不能通過偏振分析器，而在介質的正向磁化處，反射光則可以通過偏振分析器。這表明反射光的偏振面鏇轉了2θk的角度．這樣，如果我們在經過磁光介質表面反射的光線後方，在通過偏振分析器後的光路上安放一光電檢測裝置(例如光電倍增管)，就可以很方便地辨認出反射點是正向磁化還是反向磁化，也就是完成了“0”和“1”的辨認．可見，磁光克爾轉角在磁光信息讀出時扮演著十分重要的角色．如果把磁光介質附著在可鏇轉的圓盤表面，就構成了磁光碟．磁光碟鏇轉時，如果同時有單色偏振光聚焦在磁光碟表面，就可實現光線的逐點掃描，即信息被連續讀出。
圖 1-2 線偏振光經磁光介質薄膜反射時偏振面發生鏇轉.
2 磁光克爾轉角的測量方法
2.1 磁光克爾轉角的測量裝置
在實際測量時，通常採用He—Ne雷射作為光源，波長λ=632．8 nin．磁光介質樣品安放在電磁鐵建立的磁場之中，磁場的磁感應強度為4 000 Gs左右．在此條件下，通過偏振分析器可順利地分析出磁光克爾轉角θk的大小，見圖2-1．由於測量時光信號十分微弱，採用鎖相放大器可大大提高測量的精確度。
圖 2-1 磁光克爾轉角的測量裝置
2.2 磁光介質材料及其θk的大小
隨著磁光信息存儲技術的發展，目前已經開發出多種磁光介質材料．在這些材料中比較優秀的有：非晶態稀土一過渡金屬合金材料(例如Fe-co)、非晶態錳鉍鋁矽(MnBiA1Si)合金材料和非晶態錳鉍稀土(MnBiRE)合金材料等。這些材料通常是採用真空蒸鍍、磁控濺射等方法將合金材料沉積於玻璃基底上，磁光薄膜的厚度一般在幾百納米左右。為了提高材料的磁光性能，採取多層膜技術十分有效．磁光克爾轉角一般並不大，以鋱鐵鈷(1bFeco)合金薄膜材料為例，在室溫下其磁光克爾轉角僅為0.3L右。MnBiA1Si的磁光克爾轉角可達2.04。如果僅考慮磁光克爾轉角的大小，採用簡單工藝製備的MnBi合金薄膜的磁光克爾轉角達到1.6。左右並不困難．當然，在實際製造磁光碟時，除了考慮磁光克爾轉角這一性能外，還需要綜合考慮其他性能．目前市場上做成磁光碟產品的磁光介質以鋱鐵鈷(1bFeco)合金薄膜材料為主。
2.3 影響磁光克爾轉角的因素
磁光介質的θk受多種因素的影響。首先是溫度，通常情況下，隨著溫度的升高θk將減小；其次，θk與成分的配比有很大的關係，例如，同樣是MnBiRE薄膜，在製備時，RE(稀土)元素含量增加將可能使θk減小；再次，與入射光的波長有密切的關係。如果在測量時採用單色儀，就可以根據需要對磁光材料樣品入射不同波長的單色光，從而測得θk與波長的關係曲線，這一曲線被稱為磁光譜。在入射光的波長達到某一數值時，θk有一峰值。例如對MnBiRE 薄膜材料而言，θk的峰值出現在波長700Bin附近；第四，與製備的工藝有直接關係，比如退火的程式、時間、環境等都能對θk產生一定的影響。近些年，人們傾向於採用波長更短的光(例如藍色雷射)作為光源來進行磁光信息存儲，原因是波長短的光其光子具有更高的能量。
3 實驗
3.1 實驗原理
如圖3-1所示，當一束線偏振光入射到不透明樣品表面時，如果樣品是各向異性的，反射光將變成橢圓偏振光且偏振方向會發生偏轉，而如果此時樣品還處於鐵磁狀態，鐵磁性還會導致反射光偏振面相對於入射光的偏振面額外再轉過一個小的角度，這個小角度稱為克爾鏇轉角θk，即橢圓長軸和參考軸間的夾角。同時，一般而言，由於樣品對P偏振光(電場矢量Ep平行於入射面)和s偏振光(電場矢量Ep垂直於入射面)的吸收率是不一樣的，即使樣品處於非磁狀態，反射光的橢偏率也要發生變化，而T鐵磁性會導致橢偏率有一個附加的變化，這個變化稱為克爾橢偏率εk，即橢圓長短軸之比。
圖 3-1 SMOKE原理圖
SMOKE系統圖如圖3-2所示。所用的光源是普通的國產半導體雷射器，工作電壓為3 V，輸出功率為1.5 mw。雷射束通過起偏稜鏡後變成線偏振光，然後從樣品表面反射，經過檢偏稜鏡進入探測器。檢偏稜鏡的偏振方向要與起偏稜鏡成偏離消光位置一個很小的角度δ不設成完全消光位置而設成近似消光位置是為了區分正負克爾鏇轉角、在消光位置，無論反射光偏振面是順時針還是逆時針鏇轉，反映在光強的變化上都是強度增大。而在近似消光位置，通過檢偏稜鏡的光線有一個本底光強I。反射光偏振面鏇轉方向和δ同向時光強增大，反向時光強減小。這樣樣品的磁化方向可以通過光強的變化來區分。樣品放置在磁場中，當外加磁場改變樣品磁化強度時，反射光的偏振狀態發生改變，通過檢偏稜鏡的光強也發生變化，根據探測器探測到這個光強的變化就可以推測出樣品的磁化狀態。在入射光路和接收光路中分別加入了可調光闌以過濾雷射束通過光學元件時所產生的散射光，減少雜信號。
圖3-2 SMOKE系統
在圖3-1的光路中，假設取入射光為P偏振(電場矢量Ep平行於入射面)，當光線從磁化了的樣品表面反射時，由於克爾效應，反射光中含有一個很小的垂直Ep的電場分量ES，通常ES<<Ep。在一階近似下有：ES/Ep = k +iεk此時通過檢偏稜鏡的光強為：
……………………(3-1)
通常 較小，所以可以取Sin ≈ ，Cos ≈ 1，得到：
…………………………………………………………(3-2)
一般情況下，δ>> k，而 k和εk在一個數量級上，消去二階項後式(3-2)變為：
...............................................................(3-3)
其中 為無外加磁場時的光強。
式(3-3)移項得在樣品達磁飽和狀態下克爾鏇轉角θk為：
………………………………………………………. ..………(3-4)
實際測量時最好測量磁滯回線中正向飽和時的克爾鏇轉角θk和反向飽和時的克爾鏇轉角θk，那么
……………………… (3-5)
式(3-5)中，I(+MS)和I(-MS)分別是正負磁飽和狀態下的光強。從式(3-5)可以看出，光強的變化ΔI只與克爾鏇轉角θk有關，而與εk無關．說明在圖1這種光路中探測到的克爾信號只是克爾鏇轉角。由於θk近似正比於磁化強度M，所以可通過對光強的測量，得到磁化強度的相對值。於是，通過改變外加磁場，即得到磁滯回線。
當要測量克爾橢偏率εk時，只要在檢偏器前放置一個四分之一波片，它可以產生Π/2的相位差，所以檢偏器看到: i(θk+iθk)=-θk+iθk 而不是:εkk+iθk： 因此測量到的信號為克爾橢偏率。
經過推導可得在飽和情況下εk為：
…………………………..(3-6)
3.2 實驗裝置
本測量系統由以下5部分組成：
(1)光學減震平台。
(2)光路系統，包括輸入光路與接收光路。雷射器用普通半導體雷射器，起偏和檢偏稜鏡都用格蘭一湯普遜稜鏡，光電檢測裝置由孔狀可調光闌、干涉濾色片和矽光電池組成。格蘭一湯普遜稜鏡的機械調節結構由角度粗調和螺鏇測角組成，測微頭的線位移轉變為稜鏡轉動的角位移。測微頭分度值為0.01 mm，轉盤分度值為1，通過測微頭線位移的角位移定標可知其測量精度在2 左右。
(3)勵磁電源主機和可程控電磁鐵。勵磁電源主機可選擇磁場自動和手動掃描。
(4)前級放大器和直流電源組合裝置。a)將光電檢測裝置接收到的克爾信號作前級放大，並送人信號檢測主機中。b)將霍耳感測器探測到的磁場強度信號作前級放大並送入檢測裝置。c)為雷射器提供精密穩壓電源。
(5)信號檢測主機。將前置放大器傳來的克爾信號及磁場強度信號進行二級放大，分別經A/D轉換後送計算機處理，同時用數字電壓表顯示克爾信號及磁場強度信號的大小。D/A提供周期為20 s、40 s、80 S準三角波，作為勵磁電流自動掃描信號。
3.3 儀器主要部件
(1)磁場均勻的SMOKE測量系統專用電磁鐵如圖3所示．採用了磁軛、磁頭由同一個整體環狀圈鐵鍛打出來的方法，使磁軛形狀完全接近磁力線走向，減少了漏磁損失，可以在較少的線圈匝數條件下，在寬氣隙中產生磁感應強度高達302 mT的磁場。測量表明該磁場穩定性好且與勵磁電流有非常好的線性關係。
(2)高穩定度半導體雷射器電源。創新地將半導體雷射光源用於SMOKE測量系統．一般文獻皆認為，因為SMOKE實驗中所探測的信號很小，若光源功率穩定性不夠理想，信號就會被淹沒在本底漲落中。因此，SMOKE須使用穩定度很高的偏振型氦氖雷射器，半導體雷射器因穩定性差，譜線寬度較大，不適合用SMOKE的光源．經作者反覆研究，半導體雷射器穩定性差的主要原因在於其電源穩定性差，為此研製了高穩定度的半導體雷射器電源，其穩定度可達0.05%，達到國外進口高穩定度氦氖雷射器0.1 穩定度的標準。
(3)在SMOKE實驗系統中探測器用矽光電池代替光電倍增管。一般的SMOKE裝置對信號的採集與放大多採用光電倍增管，光電倍增管靈敏度比矽光電池高，但光電倍增管必須用高工作電壓，使用壽命不如矽光電池。本測量系統用矽光電池代替光電倍增管，因為設計了高穩定度的放大器，所得到的信號穩定度仍然很好，符合實驗的要求。
(4)實驗系統由用Visual C++編寫的控制程式通過一台計算機實現自動控制和測量。根據設定的參數，計算機經D/A卡控制磁場電源和繼電器進行磁場掃描。從樣品表面反射的光信號以及霍耳感測器探測到的磁場強度信號分別由A/D卡採集，經運算後作圖顯示，在螢幕上直接呈現磁滯回線的整個掃描過程。
圖3-3專用電磁鐵
3.4 實驗過程
3.4.1 勵磁電流變化範圍
勵磁電源可使用20 V和40 V兩種三角波交流電壓．當使用20 V電壓時，實際測量磁鐵線圈勵磁電流最大值為8.37 A，當使用40 V時，勵磁電流最大值為10.8 A。
3.4.2 樣品所在處磁感應強度B1與霍耳感測器探測到的磁場強度B2的關係
手動改變勵磁電流從0～10.00A變化，每間隔0.5 A用數字式特斯拉計測量電磁鐵兩極中心處的磁感應強度B，同時記錄信號檢測主機上霍耳感測器探測到的磁感應強度B的大小，B是以電壓大小表示的。實驗結果如表3-1所示。
表3-1 Bl與B2的關係
| 電流/A | 0.00 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 | 4.00 | 4.50 | 5.00 |
| B1/mT | 0 | 17 | 35 | 52 | 68 | 85 | 102 | 119 | 135 | 152 | 169 |
| B2/V | 1.25 | 1.32 | 1.38 | 1.45 | 1.51 | 1.57 | 1.63 | 1.70 | 1.76 | 1.82 | 1.88 |
| 電流/A | 5.50 | 6.00 | 6.50 | 7.00 | 7.50 | 8.00 | 8.50 | 9.00 | 9.50 | 10.00 | — |
| B1/mT | 186 | 202 | 218 | 233 | 248 | 262 | 275 | 285 | 292 | 302 | — |
| B2/V | 1.94 | 2.00 | 2.05 | 2.10 | 2.16 | 2.22 | 2.27 | 2.29 | 2.32 | 2.36 | — |
從表3-1測量數據可看出兩磁極間的磁感應強度最大可達302 mT，在整個測量範圍內，用計算機求得B1與B2的相關係數為0.997，而在0-8.50 A 的範圍內，B1與B2的相關係數為0.999(86)。這說明樣品所在位置處的磁感應強度與實驗中霍耳感測器線上探測到的磁場強度有很好的線性關係。
3.4.3 發射一接收系統的穩定度
用半導體雷射器直接照射接收器(內置矽光電池)，用DT-930 MULTlMETER四位半數字電壓表測量其輸出電壓，每次持續1 min，連續測3次。在測試的60 S內，只是偶見數字表的最後一位跳動。因為DT-930的量程為1.99999 V，僅見最後一位跳動，可見發射-接收系統的最大穩定度不超過0.05%，完全滿足實驗的要求。
3.4.4 測量的靈敏度
圖3-4為NiMn薄膜樣品的測量曲線，表3-2是實驗數據記錄及求出的克爾鏇轉角大小。可通過它們來檢測儀器的穩定度和噪聲。
(a)半導體雷射器用普通電源供電 (b)半導體雷射器用高穩定電源供電
圖3-4NiMn薄膜樣品在不同電源作用下的測量曲線
表3-2 NiMn薄膜樣品在不同電源作用下克爾鏇轉角的值
| 電源類型 | ||||||
| 普通電源 | 1.45 | 1.05 | 1.25 | 0.40 | 0.3 | 0.024 |
| 高穩定電源 | 1.06 | 1.04 | 1.05 | 0.02 | 0.3 | 0.0014 |
由圖3-4(a)，(b)及表3-2中的實驗數據計算結果對比可看出，半導體雷射器用普通電源供電時，其噪聲是用高穩定電源供電時的20倍左右，且噪聲對應的克爾鏇轉角與信號的克爾鏇轉角已經接近在一個數量級上，所以半導體雷射器使用普通的電源供電無法進行SMOKE實驗。用高穩定度雷射器電源供電時，噪聲所引起的光強波動為±0.01 V，對應的克爾鏇轉角為0.001 4，這也是本SMOKE系統的所能達到的靈敏度。
3.4.5 實驗結果
利用該系統已測量NiMn薄膜材料的多層膜的磁滯回線，如圖3-5所示。表3-3是這種材料的實驗數據記錄，其中克爾鏇轉角為: 0.028 2。
表3-3 NiMn薄膜樣品實驗記錄
| 實驗材料 | ||||||
| NiMn薄膜 | 2.02 | 1.00 | 1.51 | 1.02 | 1.67 | 0.0282 |
磁場強度H/（Am）
圖3-5 NiMn薄膜的磁滯回線圖樣
4 結語
磁光克爾法是測量材料特性特別是薄膜材料物性的一種有效方法，表面磁光克爾效應作為表面磁學的重要實驗手段，已被廣泛套用於磁有序、磁各向異性、多層膜中的層間耦合以及磁性超薄膜間的相變行為等問題的研究。在本文的實驗中用到了SMOKE新型測量系統，它採用普通的半導體雷射器作光源，用常見矽光電池進行克爾信號的採集，成功地得到了NiMn薄膜的磁滯回線，且整個系統有較高的檢測靈敏度。從本文的測量結果可以看出NiMn多層薄膜有明顯的磁滯行為，反應了NiMn多層薄膜比較明顯的鐵磁特性。
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