Magnetometría de precisión utilizando el espín de los fotoelectrones
El proyecto EXSTASY (Experimental station for the analysis of the spin dynamics) utilizó por primera vez el ajuste del brillo y la energía de los láseres de electrones libres para analizar las propiedades magnéticas de los sólidos. En particular, los detectores de dispersión de Mott ayudaron a analizar la precesión del vector de magnetización en la escala de tiempos de femtosegundos. Los detectores de dispersión de Mott se utilizan ampliamente en combinación con analizadores de energía de electrones para vincular los datos de espín con el espectro de energías de los fotoelectrones. Se reservaron fondos del Séptimo Programa Marco (7PM) de la CE para el nuevo instrumento, que se encuentra en el laboratorio Nanoscience Foundries and Fine Analysis (NFFA) en Trieste (Italia). Este instrumento permite realizar el análisis del vector de magnetización con resolución temporal de femtosegundos y selectividad química. Se trata de una herramienta única a disposición de los investigadores europeos para estudiar la dinámica de la magnetización en materiales de interés para el almacenamiento magnético de datos. La participación de un experto líder mundial en diseño de detectores de dispersión de Mott de la Universidad Politécnica de San Petersburgo en Rusia fue crucial para superar los desafíos técnicos y científicos. Los investigadores de EXSTASY modificaron un aparato de dispersión de Mott existente, en particular el acelerador electrostático y el divisor de haz, así como el sistema de detección. Se abordó el proceso de extracción de electrones de muestras y se añadió un nuevo modo de funcionamiento a los detectores. Construyeron una cámara de ultra alto vacío dedicada para alojar un nuevo polarímetro. Utilizando el nuevo sistema de polarímetro de Mott, los investigadores estudiaron la histéresis de láminas de hierro evaporadas sobre arseniuro de galio. El montaje actual está pensado para realizar medidas estáticas de la polarización de espín. Sin embargo, sirve como punto de partida para implementar un polarímetro con resolución temporal adecuado para aprovechar el modo de adquisición de datos con un solo pulso que permiten los láseres de electrones libres. EXSTASY fue uno de los primeros proyectos centrados en la dinámica de la magnetización rápida inducida por láser. Los láseres de electrones libres abren nuevos caminos de investigación de la física de los sólidos, un campo que sigue estando poco estudiado. El desarrollo de técnicas experimentales para investigar las propiedades magnéticas de sólidos, superficies sólidas y nanoestructuras en instalaciones con láseres de electrones libres debería ayudar a cambiar esta situación.
Palabras clave
Magnetometría de precisión, EXSTASY, láseres de electrones libres, dispersión de Mott, almacenamiento magnético de datos, polarímetro
