Magnetometria di precisione con spin dei fotoelettroni
Il progetto EXSTASY (Experimental station for the analysis of the spin dynamics) ha utilizzato per la prima volta lo straordinario laser a elettroni liberi facilmente regolabile per analizzare le proprietà magnetiche dei solidi. In particolare, i rivelatori dello scattering di Mott hanno aiutato ad analizzare la precessione del vettore di magnetizzazione a livello di femtosecondi. I rilevatori dello scattering di Mott sono ampiamente utilizzati insieme agli analizzatori di energia di elettroni per collegare i dati di spin con lo spettro di energia fotoelettronica. I fondi provenienti dal Settimo Programma Quadro della CE sono stati stanziati per il nuovo strumento che viene ospitato presso il laboratorio NFFA (Nanoscience Foundries and Fine Analysis) di Trieste. Questo strumento supporta l’analisi del vettore di magnetizzazione con risoluzione temporale di femtosecondi e la selettività chimica. Si tratta di uno strumento unico a disposizione dei ricercatori europei per studiare le dinamiche di magnetizzazione dei materiali di interesse per la memorizzazione magnetica dei dati. Il coinvolgimento di uno dei maggiori esperti al mondo nel progetto di rilevamento dello scattering di Mott dell’Università politecnica statale di San Pietroburgo è stato fondamentale per superare le sfide tecniche e scientifiche. I ricercatori del progetto EXSTASY hanno modificato un dispositivo di scattering di Mott esistente, in particolare, l’acceleratore elettrostatico, il divisore di fascio e il sistema di rilevamento. Sono stati estratti con successo gli elettroni dai campioni ed è stata aggiunta una nuova modalità di funzionamento ai rivelatori. I ricercatori hanno costruito una camera di ultra-alto vuoto dedicata per ospitare il nuovo polarimetro. Utilizzando il nuovo sistema polarimetro di Mott, i ricercatori hanno studiato l’isteresi delle pellicole di ferro evaporato su arseniuro di gallio. L’attuale set-up è stato progettato per le misurazioni statiche della polarizzazione di spin. Tuttavia, rappresenta solo il punto di partenza per la realizzazione di un polarimetro a tempo adatto alla modalità acquisizione dati a singolo impulso resa possibile dal laser ad elettroni liberi. Il progetto EXSTASY è stato uno dei primi dedicato alle rapide dinamiche di magnetizzazione indotta da laser. I laser ad elettroni liberi aprono nuove strade per lo studio della fisica dei solidi, un campo che rimane in gran parte inesplorato. Lo sviluppo di tecniche sperimentali per lo studio delle proprietà magnetiche di solidi, superfici solide e nanostrutture presso impianti laser a elettroni liberi darà un notevole impulso alle ricerche in questo campo.
Parole chiave
Magnetometria di precisione, EXSTASY, laser ad elettroni liberi, scattering di Mott, memorizzazione magnetica dei dati, polarimetro
