近日，英國Durham公司的NanoMOKE3 磁光克爾效應系統在清華大學順利完成安裝調試。該系統以 Durham 公司核心產品 NanoMOKE3為基礎，聯合美國 Montana Instrument 公司的無液氦低溫恒溫器，采用一體化無液氦低溫技術方案，無需依賴液氦制冷劑，即可實現 8K 的低溫磁光克爾測量，為相關領域的高精度實驗研究提供了先進的硬件支撐。

圖1 清華大學磁光克爾效應系統安裝圖

英國Durham公司是依托于英國Durham大學建立的高科技企業，其研發實力與Durham大學在磁光學領域的深厚研究基礎高度契合。NanoMOKE3 磁光克爾效應系統由英國科學院院士、劍橋大學卡文迪許實驗室主任Russell Cowburn教授主導設計研發，不僅靈敏度能到10^-12 emu還能實現動態磁疇觀測，同時，系統還兼具Kerr顯微鏡與回線測量功能，滿足多維度實驗需求。相較于歷代MOKE系統，NanoMOKE3系統將磁光克爾的光路部分集成在光學盒中，避免了實驗人員測試前搭建光路的工作，大大減少了實驗人員操作量。另外，光學盒中的光路經過特殊設計，可以同時實現極向克爾和縱向克爾的測量，無需調整光路，只需更換鏡片即可完成極向克爾和縱向克爾的切換。

NanoMOKE3磁光克爾效應系統	NanoMOKE3光學集成盒

因其高集成度的系統設計和開放式的樣品環境，NanoMOKE3具備豐富的拓展性。實驗人員可以以NanoMOKE3系統為基礎，與其他實驗設備組合搭建，進行其他領域方面的測量。

一、低溫磁光克爾效應系統

NanoMOKE3 系統在低溫磁光克爾測量領域具備靈活且高效的解決方案，可根據實驗需求搭載不同類型的低溫恒溫器，實現多溫區范圍內的精準測量：

• 液氦恒溫器方案：搭載液氦恒溫器時，系統可實現4.2K-500K的變溫測量，磁場強度可根據需求選擇0.5T或1T。

NanoMOKE3 磁光克爾系統與液氦低溫恒溫器組合使用示意圖

• 無液氦恒溫器方案：與美國Montana Instrument公司的無液氦低溫恒溫器組合使用時，系統可實現10K以下的磁光克爾測量。NanoMOKE3的低溫磁光克爾測量性能在國內外同類型低溫磁光克爾效應系統中處于前沿水平。

NanoMOKE3 磁光克爾系統與 Montana Instrument無液氦低溫恒溫器組合使用示意圖

二、晶圓掃描探測系統

如今，越來越多的晶圓檢測設備采用非接觸式的光學測量，取代了傳統的接觸式晶圓測試方法。其中，以磁光克爾效應原理進行晶圓檢測的方法就因其操作簡單、檢測速度快而被廣泛使用。

Durham公司在現有磁光克爾效應系統基礎上改造升級，推出了超高靈敏度的晶圓掃描探測系統（wafer mapper），專門用于測量整個晶圓表面的磁滯回線和磁疇圖像。系統中集成的磁光克爾能對整個晶圓樣品區域（可按X和Y軸自由移動）進行磁滯回線掃描和區域Mapping的測量，最終繪制得到晶圓樣品整體區域的磁性分布圖，從而完成晶圓樣品的檢測。該款晶圓掃描探測系統選用NanoMOKE3特創的光學盒，繼承了其測量速度快，操作簡單的優點。整個測量過程可以通過系統自帶的LX PRO3軟件完成，無需進行繁瑣的實驗預設值，大大增加了實驗效率。

晶圓掃描探測系統裝配圖

NanoMOKE3 磁光克爾光學集成盒作為 Russell Cowburn 教授在 MOKE 系統研發領域多年深耕的技術成果，不僅通過結構優化與功能集成降低了實驗操作的復雜度，更以磁光克爾效應為核心，為磁學、材料科學、半導體等多領域的研究提供了靈活且高精度的測量平臺。此次該系統在清華大學的落地，將為相關領域科研團隊開展極低溫磁學特性研究、晶圓磁性檢測技術開發等前沿課題提供有力支撐，助力科研人員在高精度磁光測量相關研究中實現突破。