RU2725650C1 - Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal - Google Patents

Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal Download PDF

Info

Publication number
RU2725650C1
RU2725650C1 RU2020106094A RU2020106094A RU2725650C1 RU 2725650 C1 RU2725650 C1 RU 2725650C1 RU 2020106094 A RU2020106094 A RU 2020106094A RU 2020106094 A RU2020106094 A RU 2020106094A RU 2725650 C1 RU2725650 C1 RU 2725650C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic field
field sensor
constant magnetic
layer
sensor according
Prior art date
Application number
RU2020106094A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Константинович Беляев
Валерия Викторовна Родионова
Александр Юрьевич Фролов
Андрей Анатольевич Грунин
Андрей Анатольевич Федянин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта"
Priority to RU2020106094A priority Critical patent/RU2725650C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725650C1 publication Critical patent/RU2725650C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/032—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using magneto-optic devices, e.g. Faraday or Cotton-Mouton effect

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: measurement.SUBSTANCE: invention relates to measurement of permanent magnetic fields and can be used to develop magnetooptical instruments based thereon. Technical result is achieved in device (magnetoplasmon crystal – MPlC), consisting of one-dimensional diffraction grating with sub-wave period and a thin layer of ferromagnetic metal, and a dielectric passivating layer deposited on a lattice of a thin layer of a noble metal with a negative real part of dielectric permeability. This type of MPlC is characterized by possibility of excitation of surface plasmon-polaritons by diffraction method, which allows to intensify magnetooptical effects in narrow spectral excitation range of surface plasmon-polaritons.EFFECT: expansion of arsenal of sensors for measurement of constant magnetic field on local sections.8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерений постоянных магнитных полей и может быть использовано для создания на его основе магнитооптических приборов. Также способ может быть применен в дефектоскопии проводников и магнитопроводов.The invention relates to techniques for measuring constant magnetic fields and can be used to create magneto-optical devices based on it. Also, the method can be applied in flaw detection of conductors and magnetic circuits.

Известно техническое решение по патенту РФ RU2478218 (МПК G 01R33/02, опубл. 27.03.2011 г.) твердотельного датчика магнитного поля. Твердотельный датчик магнитного поля содержит пьезоэлектрик, на котором расположены электроды для связи с устройством регистрации напряжения, и магниточувствительный элемент, связанный с источником переменного тока, также датчик содержит алмазную мембрану, а пьезоэлектрик и магниточувствительный элемент выполнены в виде тонких пленок, при этом пленка пьезоэлектрика расположена поверх алмазной мембраны, а магниточувствительный элемент из магнитострикционного материала расположен на поверхности пьезоэлектрика. Магниточувствительный элемент представляет собой проводник с током из токопроводящего магнитострикционного материала (никель), который с помощью контактов подсоединен к источнику переменного тока. Измерение величины магнитного поля определяется по величине механических деформаций в тонкопленочном пьезоэлектрике в результате воздействия двух сил (динамических - за счет изменение линейных размеров пленки никеля и силы Ампера).A technical solution is known according to the patent of the Russian Federation RU2478218 (IPC G 01R33 / 02, publ. 03/27/2011) of a solid-state magnetic field sensor. A solid-state magnetic field sensor contains a piezoelectric on which electrodes are located for communication with a voltage recording device, and a magnetically sensitive element connected to an alternating current source, the sensor also contains a diamond membrane, and the piezoelectric and magneto-sensitive element are made in the form of thin films, while the piezoelectric film is located on top of the diamond membrane, and a magnetically sensitive element of magnetostrictive material is located on the surface of the piezoelectric. The magnetically sensitive element is a conductor with current from a conductive magnetostrictive material (nickel), which is connected to an alternating current source via contacts. The measurement of the magnitude of the magnetic field is determined by the magnitude of the mechanical deformations in a thin-film piezoelectric as a result of the action of two forces (dynamic - due to a change in the linear dimensions of the nickel film and the Ampere force).

Известно техническое решение по заявке на изобретение SU1818602 (МПК G 01R33/032, опубл. 30.05.1993 г.) устройство для определения пространственного распределения магнитного поля. Устройство содержит пленочный датчик магнитного поля, обладающий экваториальным, меридиональным и полярным эффектами Керра, и регистрирующий прибор. Пространственное разрешение устройства определяется из соотношений b=4-5 d, b= 2Is d/Hc, где d - толщина пленки; b - пространственное разрешение пленки; Is - намагниченность насыщения пленки; Hc - коэрцитивная силаA technical solution is known for the application for invention SU1818602 (IPC G 01R33 / 032, publ. 05/30/1993) a device for determining the spatial distribution of the magnetic field. The device contains a film magnetic field sensor with equatorial, meridional and polar Kerr effects, and a recording device. The spatial resolution of the device is determined from the ratios b = 4-5 d, b = 2I s d / H c , where d is the film thickness; b is the spatial resolution of the film; I s is the saturation magnetization of the film; H c - coercive force

Технический результат, на получение которого направлено изобретение заключается в расширении арсенала датчиков для измерения постоянного магнитного поля на локальных участках. The technical result, to which the invention is directed, is to expand the arsenal of sensors for measuring a constant magnetic field in local areas.

Технический результат достигается в устройстве (магнитоплазмонном кристалле - МПлК), состоящем из одномерной дифракционной решетки с субволновым периодом и нанесённых на нее тонкого слоя благородного металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости, тонкого слоя ферромагнитного металла, и диэлектрического пассивирующего слоя. Данный вид МПлК характеризуется возможностью возбуждения поверхностных плазмон-поляритонов дифракционным методом, позволяющим усилить магнитооптические эффекты в узком спектральном диапазоне возбуждения поверхностных плазмон-поляритонов. The technical result is achieved in a device (magnetoplasmon crystal - Mplc), consisting of a one-dimensional diffraction grating with a subwavelength period and a thin layer of a noble metal with a negative real part of the dielectric constant, a thin layer of a ferromagnetic metal, and a dielectric passivating layer deposited on it. This type of MPLC is characterized by the possibility of excitation of surface plasmon polaritons by the diffraction method, which makes it possible to enhance magneto-optical effects in a narrow spectral range of excitation of surface plasmon polaritons.

Предпочтительно в качестве металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости использовать или золото, или серебро, или платина.It is preferable to use either gold, or silver, or platinum as the metal with the negative real part of the dielectric constant.

Предпочтительно в качестве ферромагнитного металла использовать или железо, или никель, или пермаллой.Preferably, iron or nickel or permalloy is used as the ferromagnetic metal.

Предпочтительно выполнение слоя ферромагнитного металла с пассивирующим слоем нитрида кремния.It is preferable to perform a layer of a ferromagnetic metal with a passivating layer of silicon nitride.

Предпочтительно выполнение одномерной дифракционной решетки с синусоидальной или трапециевидной формой профиля с периодом в диапазоне от 100 нм до 1000 нм и высотой профиля в диапазоне от 5 нм до 150 нм.It is preferable to perform a one-dimensional diffraction grating with a sinusoidal or trapezoidal profile shape with a period in the range from 100 nm to 1000 nm and a profile height in the range from 5 nm to 150 nm.

Предпочтительно выполнение слоя металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости толщиной в диапазоне от 5 до 300 нм.It is preferable to perform a metal layer with a negative real part of the dielectric constant with a thickness in the range from 5 to 300 nm.

Предпочтительно выполнение слоя ферромагнитного металла толщиной в диапазоне от 3 нм до 300 нм.It is preferable to perform a layer of ferromagnetic metal with a thickness in the range from 3 nm to 300 nm.

Изобретение иллюстрируется рисунками.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан пример реализации устройства: Figure 1 shows an example implementation of the device:

а) приведен общий вид устройства при измерении магнитного поля в плоскости сенсора вблизи магнитной сферы, где 1 - источник электромагнитных волн, 2 - возбужденный поверхностный плазмон-поляритон, 3 - детектор электромагнитного излучения, 4 - слой нитрида кремния, 5 - слой ферромагнитного металла, 6 - слой благородного металла, 7 - одномерная дифракционная решетка с субволновым периодом и синусоидальным профилем, 8 - источник внешнего постоянного поля неизвестной напряженности, выполненный в форме сферы, 9 - компонента постоянного магнитного поля рассеяния от магнитной сферы 8 (НDC) сонаправленная внешнему контролируемому переменному полю (НАC) 10. Полукруглый вырез в реальном устройстве отсутствует и сделан на рисунке для иллюстрации полей рассеяния от магнитной сферы 1 в плоскости устройства, a) a general view of the device is shown when measuring the magnetic field in the plane of the sensor near the magnetic sphere, where 1 is the source of electromagnetic waves, 2 is the excited surface plasmon polariton, 3 is the electromagnetic radiation detector, 4 is a silicon nitride layer, 5 is a ferromagnetic metal layer, 6 - a noble metal layer, 7 - a one-dimensional diffraction grating with a subwave period and a sinusoidal profile, 8 - a source of an external constant field of unknown intensity, made in the form of a sphere, 9 - component of a constant magnetic field scattered from a magnetic sphere 8 (N DC ) co-directed to an external controlled alternating field (H AC ) 10. A semicircular cutout in the real device is absent and is made in the figure to illustrate the scattering fields from the magnetic sphere 1 in the plane of the device,

б) - изображение поверхности устройства, полученное с помощью атомно-силового микроскопа, где вставка в виде графика отражает пространственную модуляцию профиля, извлеченную из снимка АСМ, b) - the image of the surface of the device obtained using an atomic force microscope, where the insert in the form of a graph reflects the spatial modulation of the profile extracted from the AFM image,

в) - поперечное изображение МПлК, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, где 11 - одномерная дифракционная решетка с субволновым периодом и синусоидальным профилем, 12 - слой благородного металла, 13 - слой ферромагнитного металла, 14 - слой нитрида кремния.c) is a transverse image of Mplc obtained using a scanning electron microscope, where 11 is a one-dimensional diffraction grating with a subwave period and a sinusoidal profile, 12 is a noble metal layer, 13 is a ferromagnetic metal layer, 14 is a silicon nitride layer.

г) спектральные зависимости коэффициента отражения (R) с дифракционным провалом на кривой 15 и величины экваториального эффекта Керра,

Figure 00000001
, с резонансным усилением на кривой 16.d) spectral dependences of the reflection coefficient (R) with a diffraction dip on curve 15 and the magnitude of the equatorial Kerr effect,
Figure 00000001
, with resonant gain on curve 16.

На фиг.2 показана полевая зависимость магнитооптического отклика от напряженности внешнего переменного поля, измеренная на резонансной длине волны и пересчитанная как отношение сигнала к шуму для МПлК состоящего из одномерной дифракционной решетки из полимера с синусоидальным профилем с периодом 320 нм и высотой 20 нм, покрытой слоем серебра толщиной 100 нм, 100 нм слоем железа и слоем нитрида кремния толщиной 20 нм.Figure 2 shows the field dependence of the magneto-optical response on the external ac field strength, measured at the resonant wavelength and recalculated as the signal-to-noise ratio for Mplc consisting of a one-dimensional diffraction grating made of a polymer with a sinusoidal profile with a period of 320 nm and a height of 20 nm, coated with a layer silver with a thickness of 100 nm, a 100 nm layer of iron and a layer of silicon nitride with a thickness of 20 nm.

На фиг.3 показаны: Figure 3 shows:

а) пример цикла размагничивания МПлК состоящего из одномерной дифракционной решетки из полимера с синусоидальным профилем с периодом 320 нм и высотой 20 нм, покрытой слоем серебра толщиной 100 нм, 100 нм слоем железа и слоем нитрида кремния толщиной 20 нм. Величина

Figure 00000002
посчитанная для частной петли гистерезиса, полученной в ходе размагничивания 1, участок максимального спада сигнала, 
Figure 00000003
, – 2. a) an example of the demagnetization cycle of Mplc consisting of a one-dimensional diffraction grating of a polymer with a sinusoidal profile with a period of 320 nm and a height of 20 nm, coated with a silver layer 100 nm thick, 100 nm an iron layer and a silicon nitride layer 20 nm thick. Value
Figure 00000002
calculated for the private hysteresis loop obtained during demagnetization 1, the section of the maximum signal decay,
Figure 00000003
, - 2.

б) полевые зависимости магнитооптического отклика аналогичных МПлК, отличающихся толщиной железного слоя. 3 – для толщины железа 100 нм, 4 - 50 нм, 5 - 20 нм и 6 - 5 нм.b) field dependences of the magneto-optical response of similar MPLC differing in the thickness of the iron layer. 3 - for iron thicknesses of 100 nm, 4 - 50 nm, 5 - 20 nm and 6 - 5 nm.

На фиг.4 приведены полевые зависимости

Figure 00000004
– 1,
Figure 00000005
– 2 и
Figure 00000006
– 3, измеренные для МПлК, состоящего из одномерной дифракционной решетки из полимера с синусоидальным профилем с периодом 320 нм и высотой 20 нм, покрытой слоем серебра толщиной 100 нм, 100 нм слоем железа и слоем нитрида кремния толщиной 20 нм.Figure 4 shows the field dependencies
Figure 00000004
- 1,
Figure 00000005
- 2 and
Figure 00000006
- 3, measured for MPLC consisting of a one-dimensional diffraction grating made of a polymer with a sinusoidal profile with a period of 320 nm and a height of 20 nm, coated with a silver layer 100 nm thick, 100 nm an iron layer and a silicon nitride layer 20 nm thick.

Изобретение может быть осуществлено в следующем устройстве. На подложке 7, выполненной из полимера в виде одномерной дифракционной решетки с синусоидальным профилем с периодом 320 нм, расположен слой 6 из серебра (Ag) – металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости, на который нанесен слой 5 из Fe, являющегося ферромагнитным, защищенный слоем 4 выполненным из нитрида кремния.The invention can be implemented in the following device. On a substrate 7 made of a polymer in the form of a one-dimensional diffraction grating with a sinusoidal profile with a period of 320 nm, there is a layer 6 of silver (Ag) - a metal with a negative real part of the dielectric constant, on which a layer 5 of Fe, which is ferromagnetic, is deposited, protected by a layer 4 made of silicon nitride.

Устройство работает следующим образом. На поверхность слоя 5 через прозрачный слой 4 в плоскости перпендикулярной полосам дифракционной решетки 7 (направленным вдоль оси у), под выбранным углом направляют n-поляризованное электромагнитное излучение необходимой длины волны от источника 1 для выполнения условий фазового синхронизма и возбуждения поверхностного плазмон-поляритона 2. Интенсивность отраженного света измеряется с помощью регистрирующего устройства 3. The device operates as follows. On the surface of layer 5 through a transparent layer 4 in the plane perpendicular to the bands of the diffraction grating 7 (directed along the y axis), n-polarized electromagnetic radiation of the required wavelength from source 1 is directed at a selected angle to fulfill the conditions of phase matching and excitation of surface plasmon polariton 2. The intensity of the reflected light is measured using a recording device 3.

Поверхностные плазмон-поляритоны (ППП) представляют собой связанные колебания электромагнитного поля и электронного газа металла, распространяющиеся вдоль границы раздела между металлом и диэлектриком. При этом электромагнитное поле волны локализовано вблизи границы между двумя средами c различными знаками диэлектрической проницаемости. Возбуждение ППП позволяет усилить взаимодействие электромагнитного поля падающего оптического излучения и ферромагнитого металла, что приводит к усилению экваториального магнитооптического эффекта Керра, заключающегося в изменении интенсивности отраженного света при воздействии магнитного поля. Возбуждение ППП и усиление экваториального магнитооптического эффекта Керра при использовании МПлК достигается в узком спектральном диапазоне при выполнении условий фазового синхронизма и сильно зависит от диэлектрической проницаемости сред на границе раздела и угла падения света.Surface plasmon polaritons (SPPs) are coupled oscillations of the electromagnetic field and the electron gas of a metal, propagating along the interface between the metal and the dielectric. In this case, the electromagnetic field of the wave is localized near the boundary between two media with different signs of permittivity. The excitation of the SPP allows one to enhance the interaction of the electromagnetic field of the incident optical radiation and the ferromagnetic metal, which leads to an increase in the equatorial magneto-optical Kerr effect, which consists in a change in the intensity of reflected light when exposed to a magnetic field. The excitation of SPPs and the enhancement of the equatorial magneto-optical Kerr effect when using MPLC is achieved in a narrow spectral range under phase-matching conditions and strongly depends on the dielectric constant of the media at the interface and the angle of incidence of light.

Для определения рабочего диапазона измеряемых датчиком постоянных магнитных полей, МПлК размагничивают путем измерения петель гистерезиса в убывающем максимальном внешнем магнитном поле

Figure 00000007
, которое прикладывается в направлении расположения полос одномерной дифракционной решетки, где N – номер шага измерения. Т.к. величина
Figure 00000008
, то для сравнения магнитных и магнитооптических свойств, из измеренных зависимостей, получают зависимости
Figure 00000009
. Результаты измерений приведены на фиг.3. Величина
Figure 00000003
рассчитана как полная ширина на полувысоте первой производной
Figure 00000010
и позволяет оценить ширину склона зависимости
Figure 00000002
. На резонансной длине волны полевая зависимость магнитооптического отклика
Figure 00000011
совпадает по форме и положению с полевой зависимостью
Figure 00000002
. После измерения
Figure 00000012
, рассчитывают первую производную
Figure 00000013
, напряженность
Figure 00000014
устанавливается так, чтобы соответствовать значению поля в максимуме
Figure 00000013
. Таким образом, переменное поле выставляют приблизительно на середину склона
Figure 00000012
. После этого вносят датчик в измеряемое постоянное поле
Figure 00000015
, и, в виду того, что магнитные поля аддитивны, измеряют изменившееся значение
Figure 00000016
. Вклад в изменившееся значение магнитооптического отклика вносит только компонента внешнего постоянного магнитного поля сонаправленная приложенному переменному магнитному полю. Результаты измерений полевых зависимостей
Figure 00000004
,
Figure 00000006
, а так же
Figure 00000005
измеренные при использовании МПлК на основе дифракционной решетки с периодом/высотой 320/20 нм покрытой слоями серебра (100 нм), железа (100 нм) и нитрида кремния (20 нм), показаны на фиг.4.To determine the working range of the constant magnetic fields measured by the sensor, MPLC is demagnetized by measuring the hysteresis loops in a decreasing maximum external magnetic field
Figure 00000007
, which is applied in the direction of the arrangement of the bands of the one-dimensional diffraction grating, where N is the number of the measurement step. Because value
Figure 00000008
, then to compare the magnetic and magneto-optical properties, from the measured dependences, we obtain the dependencies
Figure 00000009
. The measurement results are shown in figure 3. Value
Figure 00000003
calculated as full width at half maximum of the first derivative
Figure 00000010
and allows you to estimate the width of the slope of the dependence
Figure 00000002
. At the resonant wavelength, the field dependence of the magneto-optical response
Figure 00000011
coincides in shape and position with field dependence
Figure 00000002
. After measurement
Figure 00000012
calculate the first derivative
Figure 00000013
tension
Figure 00000014
set to match the maximum field value
Figure 00000013
. Thus, the variable field is set approximately in the middle of the slope.
Figure 00000012
. After that, the sensor is introduced into the measured constant field
Figure 00000015
, and since the magnetic fields are additive, they measure the changed value
Figure 00000016
. The contribution to the changed value of the magneto-optical response is made only by the component of the external constant magnetic field aligned with the applied alternating magnetic field. Field Dependence Measurement Results
Figure 00000004
,
Figure 00000006
, and
Figure 00000005
measured using MPLC based on a diffraction grating with a period / height of 320/20 nm coated with layers of silver (100 nm), iron (100 nm) and silicon nitride (20 nm) are shown in FIG. 4.

При использовании магнитооптических эффектов можно достичь высоких значений локальности измерений путем фокусировки луча осветителя, получить возможность сканировать определенную область для построения карты распределения компоненты магнитного поля в определенном объеме перемещением оптического пучка по поверхности МПлК. После поворота на 90 градусов устройства в его плоскости (штрихи дифракционной решетки направлены вдоль оси х, а источник магнитного поля при этом остается неподвижным) определяют распределение второй горизонтальной компоненты постоянного поля. При расположении устройства перпендикулярно плоскости первоначального измерения (штрихи дифракционной решетки направлены вдоль оси z, а источник магнитного поля при этом остается неподвижным) определяют третью компоненту магнитного поля.When using magneto-optical effects, it is possible to achieve high values of the locality of measurements by focusing the illuminator beam, to be able to scan a specific area to build a map of the distribution of the magnetic field component in a certain volume by moving the optical beam over the MPcL surface. After 90 degrees of rotation of the device in its plane (the lines of the diffraction grating are directed along the x axis, and the magnetic field source remains stationary), the distribution of the second horizontal component of the constant field is determined. When the device is located perpendicular to the plane of the initial measurement (strokes of the diffraction grating are directed along the z axis, while the source of the magnetic field remains stationary), the third component of the magnetic field is determined.

В заявленном устройстве достигается технический результат в виде расширения арсенала датчиков для измерения постоянных магнитных полей, поскольку техническое решение является новым и неожиданным для специалистов в области физики измерения магнитных полей.In the claimed device, a technical result is achieved in the form of an expansion of the arsenal of sensors for measuring constant magnetic fields, because the technical solution is new and unexpected for specialists in the field of physics of measuring magnetic fields.

Claims (8)

1. Датчик постоянного магнитного поля, состоящий из одномерной дифракционной решетки с субволновым периодом, нанесенного на нее тонкого слоя благородного металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости, поверх которого нанесен тонкий слой ферромагнитного металла, выполненных с возможностью наблюдения поверхностного плазмонного резонанса при возбуждении поверхностных плазмон-поляритонов.1. A constant magnetic field sensor consisting of a one-dimensional diffraction grating with a subwavelength period, a thin layer of a noble metal with a negative real part of the dielectric constant deposited on it, on top of which a thin layer of ferromagnetic metal is deposited, made with the possibility of observing surface plasmon resonance upon excitation of surface plasmon polaritons. 2. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что в качестве металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости использовано золото, или серебро, или платина.2. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the metal with the negative real part of the dielectric constant is gold, or silver, or platinum. 3. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферромагнитного металла использовано железо, или никель, или пермаллой.3. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that iron or nickel or permalloy is used as the ferromagnetic metal. 4. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что слой ферромагнитного металла выполнен с пассивирующим слоем нитрида кремния.4. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic metal layer is made with a passivating layer of silicon nitride. 5. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что одномерная дифракционная решетка выполнена с синусоидальной или трапециевидной формой профиля с периодом в диапазоне от 100 нм до 1000 нм и высотой профиля в диапазоне от 5 нм до 150 нм.5. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the one-dimensional diffraction grating is made with a sinusoidal or trapezoidal profile shape with a period in the range from 100 nm to 1000 nm and a profile height in the range from 5 nm to 150 nm. 6. Датчик постоянного магнитного поля по п.5, отличающийся тем, что одномерная дифракционная решетка выполнена из полимера.6. The constant magnetic field sensor according to claim 5, characterized in that the one-dimensional diffraction grating is made of polymer. 7. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что слой металла с отрицательной действительной частью диэлектрической проницаемости выполнен с толщиной в диапазоне от 5 нм до 300 нм.7. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the metal layer with a negative real part of the dielectric constant is made with a thickness in the range from 5 nm to 300 nm. 8. Датчик постоянного магнитного поля по п.1, отличающийся тем, что слой ферромагнитного металла выполнен с толщиной в диапазоне от 3 нм до 300 нм.8. The constant magnetic field sensor according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic metal layer is made with a thickness in the range from 3 nm to 300 nm.
RU2020106094A 2020-02-10 2020-02-10 Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal RU2725650C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106094A RU2725650C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106094A RU2725650C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725650C1 true RU2725650C1 (en) 2020-07-03

Family

ID=71510463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106094A RU2725650C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725650C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478218C1 (en) * 2011-10-28 2013-03-27 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Solid-state magnetic field sensor
RU173144U1 (en) * 2016-12-05 2017-08-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Magnetoplasmon Sensor
CN104991206B (en) * 2015-05-05 2018-03-30 东北大学 A kind of Measurement Method for Magnetic Field based on Applications of surface plasmon resonance
CN109541502A (en) * 2018-12-26 2019-03-29 暨南大学 A kind of magnetic field vector sensor and its preparation and detection method based on side throwing optical fiber surface plasmon resonance body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478218C1 (en) * 2011-10-28 2013-03-27 Учреждение Российской академии наук Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Solid-state magnetic field sensor
CN104991206B (en) * 2015-05-05 2018-03-30 东北大学 A kind of Measurement Method for Magnetic Field based on Applications of surface plasmon resonance
RU173144U1 (en) * 2016-12-05 2017-08-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Magnetoplasmon Sensor
CN109541502A (en) * 2018-12-26 2019-03-29 暨南大学 A kind of magnetic field vector sensor and its preparation and detection method based on side throwing optical fiber surface plasmon resonance body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Koopmans et al. Observation of large Kerr angles in the nonlinear optical response from magnetic multilayers
Belyaev et al. Magnetic field sensor based on magnetoplasmonic crystal
US6934068B2 (en) Magnetic field and electrical current visualization system
US7619724B2 (en) Device and method for detecting changes in the refractive index of a dielectric medium
Grunin et al. Refractive index sensor based on magnetoplasmonic crystals
Dyakov et al. Wide-band enhancement of the transverse magneto-optical Kerr effect in magnetite-based plasmonic crystals
US7265845B2 (en) Surface corrugation enhanced magneto-optical indicator film
Chien et al. Coupled waveguide–surface plasmon resonance biosensor with subwavelength grating
JP2021063704A (en) Terahertz magneto-optic sensor, high-performance non-destructive inspection device and method using the same, and magneto-optical pickup sensor used in the same
Li et al. Tunable magneto-optical responses in magneto-plasmonic crystals for refractive index sensing
Radtke et al. Application of magneto-optical method for real-time visualization of eddy currents with high spatial resolution for nondestructive testing
Yang et al. Side-polished fiber Bragg grating refractive index sensor with TbFeCo magnetoptic thin film
Ferreiro-Vila et al. Surface plasmon resonance effects in the magneto-optical activity of Ag–Co–Ag trilayers
Merzlikin et al. Magneto-optical device based on polarization sensitivity for perspective biosensing applications
RU2725650C1 (en) Constant magnetic field sensor based on a magnetoplasmon crystal
Conrad et al. Phase effects in magnetic second-harmonic generation on ultrathin Co and Ni films on Cu (001)
Murzin et al. Magnetic field sensing elements made of quasi-trapezoidal magnetoplasmonic crystals based on thin permalloy films
Huang et al. Magneto-optical Kerr effect enhanced by surface plasmon resonance and its application on biological detection
Yan et al. Magnetic field sensing using evanescent waves in the Kretschmann configuration
Klank et al. Characterization and optimization of magnetic garnet films for magneto-optical visualization of magnetic field distributions
RU2444727C1 (en) Method of determining spatial distribution of nanolayer magnetisation
Safarov et al. Near-field magneto-optical microscopy
Tessier et al. Non linear optics and magneto-optics in ultrathin metallic films
Sanders et al. Lattice resonances of nanohole arrays for quantum enhanced sensing
Jumel et al. Thermal and elastic characterizations by photothermal microscopy