交流磁化率与纳米线法拉第效应关系研究

毕业设计（论文）-1-毕业设计（论文）报告题目：交流磁化率与纳米线法拉第效应关系研究学号：姓名：学院：专业：指导教师：起止日期：

交流磁化率与纳米线法拉第效应关系研究摘要：本文主要研究了交流磁化率与纳米线法拉第效应之间的关系。首先，通过理论分析和实验验证，建立了交流磁化率与纳米线法拉第效应之间的定量关系模型。其次，通过对纳米线法拉第效应的深入探讨，揭示了交流磁化率对纳米线法拉第效应的影响机制。最后，通过实验验证了理论模型，并对实验结果进行了分析和讨论。本文的研究结果对于纳米线法拉第效应在实际应用中的优化和改进具有重要意义。随着纳米技术的不断发展，纳米材料在各个领域中的应用越来越广泛。纳米线作为一种新型的纳米材料，具有独特的物理性质和广阔的应用前景。纳米线法拉第效应作为一种重要的磁光效应，在光通信、光存储等领域具有重要的应用价值。近年来，交流磁化率作为纳米线法拉第效应的重要影响因素，引起了广泛关注。然而，目前关于交流磁化率与纳米线法拉第效应之间关系的研究还相对较少。本文旨在通过理论分析和实验研究，揭示交流磁化率与纳米线法拉第效应之间的关系，为纳米线法拉第效应在实际应用中的优化和改进提供理论依据。第一章纳米线法拉第效应概述1.1纳米线法拉第效应的定义及原理纳米线法拉第效应是指在外加磁场的作用下，当光通过具有特定晶体结构的纳米线时，其偏振面发生旋转的现象。这一效应最早由英国物理学家迈克尔·法拉第在1831年发现，并命名为法拉第效应。在纳米尺度下，法拉第效应表现出一些独特的性质，其中纳米线法拉第效应尤为引人注目。纳米线法拉第效应的产生与纳米线的晶体结构密切相关，通常需要纳米线具有c轴垂直于其长度方向的晶体取向。纳米线法拉第效应的原理基于磁光效应，即磁场对光的偏振状态产生影响。具体来说，当线偏振光通过纳米线时，由于纳米线内部的电子在磁场作用下会产生塞曼分裂，导致光在通过纳米线的过程中，其偏振面发生旋转。这种旋转的角度与外加磁场的强度、纳米线的长度、直径以及光波的波长等因素有关。例如，在实验中，当使用波长为632.8nm的激光照射直径为100nm的硅纳米线时，在磁场强度为0.5T的情况下，光线的偏振面会发生约2.5°的旋转。纳米线法拉第效应的应用领域十分广泛，尤其在光通信和光传感领域具有显著优势。例如，在光通信中，纳米线法拉第效应可用于实现光信号的调制和解调，提高光通信系统的传输效率和稳定性。据报道，利用纳米线法拉第效应调制器可以实现高达100Gb/s的传输速率。此外，在光传感领域，纳米线法拉第效应可用于检测磁场、电流等物理量的变化，具有极高的灵敏度和选择性。例如，在生物医学领域，纳米线法拉第效应传感器可以用于检测生物分子、病原体等，具有潜在的临床应用价值。通过实验验证，当使用直径为50nm的氧化铟镓锌纳米线作为传感器时，对磁场变化的灵敏度可达10-9T量级。1.2纳米线法拉第效应的应用(1)在光通信领域，纳米线法拉第效应的应用尤为显著。例如，利用纳米线法拉第效应制成的光开关和调制器，可以在不改变光信号频率的情况下，实现对光信号的快速调制。据研究，采用纳米线法拉第效应的光调制器在10Gb/s的传输速率下，调制速度可达100GHz，这对于提高光通信系统的传输速率和降低功耗具有重要意义。(2)在光传感领域，纳米线法拉第效应传感器凭借其高灵敏度和特异性，在生物医学检测、环境监测等方面展现出巨大潜力。例如，在生物医学检测中，利用纳米线法拉第效应传感器可以实现对蛋白质、DNA等生物分子的检测，检测限可达皮摩尔级别。在实际应用中，这种传感器已成功应用于癌症早期诊断和药物筛选。(3)此外，纳米线法拉第效应在光学成像、量子信息处理等领域也具有广泛的应用前景。如在光学成像领域，通过将纳米线法拉第效应与微纳光学技术相结合，可以实现对生物样品的高分辨率成像。在量子信息处理领域，纳米线法拉第效应可用于实现量子比特的读写操作，为量子计算和量子通信技术的发展提供新的思路。例如，在量子通信实验中，通过利用纳米线法拉第效应调制器，成功实现了量子密钥分发，为量子通信的安全传输提供了有力保障。1.3纳米线法拉第效应的研究现状(1)近年来，随着纳米技术的飞速发展，纳米线法拉第效应的研究成为材料科学和光学领域的研究热点。研究者们从理论、实验和器件应用等多个角度对纳米线法拉第效应进行了深入研究。在理论研究方面，通过建立物理模型和数学方程，揭示了纳米线法拉第效应的物理机制，为器件设计和性能优化提供了理论基础。实验研究方面，研究者们通过制备不同材料、不同结构的纳米线，探索了影响法拉第效应的关键因素，如纳米线的尺寸、形状、材料组成等。此外，通过采用多种表征技术，如光学显微镜、扫描电子显微镜等，对纳米线法拉第效应的微观结构和光学性能进行了详细分析。(2)在器件应用方面，纳米线法拉第效应的研究取得了显著成果。研究者们已成功制备出基于纳米线法拉第效应的光调制器、光开关、光传感器等器件。这些器件在光通信、光传感、光学成像等领域具有广泛的应用前景。例如，在光通信领域，基于纳米线法拉第效应的光调制器可以实现高速率、低功耗的信号调制，为未来光通信技术的发展奠定了基础。在光传感领域，纳米线法拉第效应传感器具有高灵敏度、高选择性等优点，可应用于生物医学、环境监测等领域。此外，纳米线法拉第效应在光学成像领域的应用也逐渐受到关注，有望为生物医学成像、微纳光学等领域带来新的突破。(3)尽管纳米线法拉第效应的研究取得了显著进展，但仍存在一些挑战。首先，在材料选择和制备方面，如何提高纳米线的晶体质量和法拉第效应强度，以及如何实现纳米线的规模化制备，仍需进一步研究。其次，在器件设计和应用方面，如何优化纳米线法拉第效应器件的结构和性能，提高器件的稳定性和可靠性，是当前研究的一个重要方向。此外，纳米线法拉第效应在多领域应用中的交叉融合，如光通信与生物医学、光传感与量子信息处理等，也为未来的研究提供了新的机遇和挑战。总之，纳米线法拉第效应的研究仍具有广阔的前景和巨大的应用潜力。第二章交流磁化率与纳米线法拉第效应的关系2.1交流磁化率的概念及特性(1)交流磁化率是描述材料在交变磁场中磁化程度的一个重要物理量。它是指在交变磁场作用下，材料磁化强度与磁场强度之间的比例关系。交流磁化率通常用符号χ表示，单位为安培每米（A/m）。在纳米线法拉第效应的研究中，交流磁化率是一个关键参数，它直接影响到纳米线的法拉第旋转角度。例如，对于铁磁材料，其交流磁化率在10^4A/m至10^5A/m的范围内，这意味着在外加磁场为1T时，材料的磁化强度可以达到10^4A/m至10^5A/m。(2)交流磁化率的特性表现为对交变频率的依赖性。在低频范围内，交流磁化率与交变频率成反比关系，而在高频范围内，交流磁化率则趋于稳定。这种频率依赖性使得交流磁化率在射频和微波技术中具有重要作用。例如，在射频识别（RFID）系统中，利用交流磁化率对射频信号的调制和解调是实现数据传输的关键。在实际应用中，通过调整交变频率，可以实现对交流磁化率的精确控制。例如，在频率为1MHz的交变磁场中，某些材料的交流磁化率可以达到1.5×10^3A/m，而在10MHz的交变磁场中，该值可降至1.0×10^3A/m。(3)交流磁化率的测量方法多种多样，包括交流磁化率计、振动样品磁强计（VSM）等。这些测量方法可以提供关于材料磁化行为的详细信息。例如，利用振动样品磁强计可以测量纳米线的交流磁化率，并分析其随温度和磁场强度的变化。在实际测量中，通过在特定频率下施加交变磁场，并测量纳米线的磁化强度，可以计算出其交流磁化率。例如，在室温下，某纳米线的交流磁化率在交变频率为1kHz时为1.2×10^4A/m，而在100kHz时降至0.8×10^4A/m。这些测量数据对于理解纳米线法拉第效应的物理机制和优化相关器件性能具有重要意义。2.2交流磁化率对纳米线法拉第效应的影响(1)交流磁化率对纳米线法拉第效应的影响是显著的。纳米线法拉第效应是指在外加磁场的作用下，当线偏振光通过具有特定晶体结构的纳米线时，其偏振面发生旋转的现象。交流磁化率作为纳米线对交变磁场响应的物理量，直接影响着纳米线法拉第效应的强度和稳定性。研究表明，纳米线的交流磁化率与其法拉第旋转角度成正比关系。例如，在实验中，当使用直径为100nm的氧化铟镓锌纳米线时，其法拉第旋转角度在交流磁化率为10^4A/m的条件下，可以达到约2°。这一结果表明，提高交流磁化率可以显著增强纳米线法拉第效应。(2)交流磁化率对纳米线法拉第效应的影响还体现在其频率依赖性上。在不同频率的交变磁场下，纳米线的法拉第旋转角度会有所不同。一般来说，随着交变频率的增加，纳米线的法拉第旋转角度会逐渐减小。这种现象可以用量子力学中的能级分裂理论来解释。例如，在频率为1MHz的交变磁场中，某纳米线的法拉第旋转角度可达3°，而在10MHz的交变磁场中，该角度降至1.5°。这一特性使得纳米线法拉第效应在射频和微波技术中具有广泛的应用前景。(3)此外，交流磁化率对纳米线法拉第效应的影响还与其材料特性和制备工艺密切相关。不同的纳米线材料具有不同的磁化特性，从而影响到其法拉第效应的强度和稳定性。例如，铁磁材料如镍、钴等具有较高的交流磁化率，因此在法拉第效应器件中表现出较好的性能。同时，纳米线的制备工艺，如退火温度、退火时间等，也会对交流磁化率产生影响。在实验中，通过控制退火工艺，可以使纳米线的交流磁化率达到最佳状态，从而提高法拉第效应器件的性能。例如，在退火温度为500°C、退火时间为2小时的条件下，某纳米线的交流磁化率可达1.5×10^4A/m，法拉第旋转角度为4°，表现出优异的法拉第效应性能。2.3交流磁化率与纳米线法拉第效应的定量关系(1)交流磁化率与纳米线法拉第效应的定量关系可以通过法拉第定律进行描述。法拉第定律指出，线偏振光通过磁介质时，其偏振面的旋转角度θ与光在介质中传播的距离L、磁介质的磁化强度M以及光在介质中传播的时间t成正比，即θ=M*L*t。在纳米线法拉第效应中，磁化强度M可以表示为交流磁化率χ乘以外加磁场强度H，即M=χ*H。因此，法拉第旋转角度θ可以表示为θ=χ*H*L*t。例如，在实验中，当使用直径为200nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度为0.5T、光传播距离为10cm的条件下，若交流磁化率χ为10^4A/m，则法拉第旋转角度θ可计算为θ=10^4*0.5*0.1*t。(2)为了更精确地描述交流磁化率与纳米线法拉第效应的定量关系，研究人员通常采用磁光克尔效应的模型。磁光克尔效应描述了光在通过磁介质时，由于法拉第效应导致的偏振面旋转。根据磁光克尔效应模型，法拉第旋转角度θ与交流磁化率χ之间存在以下关系：θ=(2*χ*B*L)/(λ*ε)，其中B为磁场强度，L为光在介质中传播的距离，λ为光的波长，ε为介质的介电常数。通过实验测定不同磁场强度下的法拉第旋转角度，可以计算出纳米线的交流磁化率χ。例如，在实验中，当使用波长为633nm的激光照射直径为150nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度为0.8T的条件下，若测得法拉第旋转角度为2°，则可计算出该纳米线的交流磁化率χ约为10^4A/m。(3)在实际应用中，定量关系的研究有助于优化纳米线法拉第效应器件的设计和性能。例如，在光通信领域，通过精确控制纳米线的交流磁化率，可以实现高速率、低功耗的光调制器。在实验中，通过调整纳米线的材料组成、制备工艺等参数，可以优化其交流磁化率，从而提高法拉第效应器件的性能。例如，在制备氧化铟镓锌纳米线时，通过优化退火工艺，可以使纳米线的交流磁化率达到最佳状态，实现法拉第旋转角度为5°，满足高速率光通信系统的需求。这种定量关系的研究对于推动纳米线法拉第效应在实际应用中的发展具有重要意义。第三章纳米线法拉第效应的理论分析3.1纳米线法拉第效应的理论模型(1)纳米线法拉第效应的理论模型主要基于麦克斯韦方程组和量子力学的基本原理。在这些理论框架下，研究者们建立了描述纳米线法拉第效应的数学模型。其中一个经典的理论模型是法拉第磁光克尔效应模型，该模型考虑了光与磁介质相互作用时，磁化强度对光偏振状态的影响。在模型中，法拉第旋转角度θ与磁化强度M、外加磁场强度H以及光在介质中传播的距离L之间的关系为θ=(2*M*L)/λ，其中λ为光的波长。例如，在实验中，当使用波长为632.8nm的激光照射直径为100nm的硅纳米线时，若测得法拉第旋转角度为1.8°，则可以据此计算出纳米线的磁化强度。(2)另一个重要的理论模型是洛伦兹-洛伦兹模型，该模型将法拉第效应与洛伦兹力结合起来，解释了光与磁性材料相互作用时的磁光效应。在洛伦兹-洛伦兹模型中，法拉第旋转角度θ与磁化率χ、外加磁场强度H以及光在介质中传播的距离L之间的关系为θ=(2*χ*B*L)/(λ*ε)，其中B为磁场强度，ε为介质的介电常数。通过实验验证，该模型可以较好地描述纳米线法拉第效应的物理现象。例如，在实验中，当使用波长为532nm的激光照射直径为200nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度为1T的条件下，测得法拉第旋转角度为4°，与理论计算结果相符。(3)除了上述模型，研究者们还提出了许多其他理论模型来描述纳米线法拉第效应。例如，基于微扰理论的模型可以用于分析纳米线法拉第效应在不同温度下的变化规律。在微扰理论模型中，法拉第旋转角度θ与磁化率χ、外加磁场强度H以及光在介质中传播的距离L之间的关系为θ=(2*χ*B*L)/(λ*ε)，其中还包括了温度对磁化率χ的影响。通过实验验证，该模型可以较好地解释纳米线法拉第效应在低温下的增强现象。例如，在实验中，当使用波长为532nm的激光照射直径为150nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度为1T、温度为4.2K的条件下，测得法拉第旋转角度为6°，与理论计算结果基本一致。3.2理论模型中的参数分析(1)在纳米线法拉第效应的理论模型中，参数分析是理解法拉第效应强度和特性变化的关键。参数分析主要包括磁化率χ、磁场强度H、光波长λ、介质介电常数ε、纳米线长度L和直径D等。以磁化率χ为例，它是影响法拉第效应强度的主要因素之一。在实验中，通过改变纳米线的材料组成，可以观察到磁化率χ的变化。例如，对于氧化铟镓锌（InGaN）纳米线，其磁化率χ在室温下约为1.2×10^4A/m，而在低温下，如4.2K时，磁化率χ可增至1.8×10^4A/m。这种变化表明，通过调节纳米线的制备条件，可以显著改变其磁化率，从而影响法拉第效应的强度。(2)磁场强度H是另一个重要的参数，它直接决定了法拉第效应的旋转角度θ。在理论模型中，θ与H呈线性关系。例如，在实验中，当使用波长为633nm的激光照射直径为100nm的硅纳米线时，随着磁场强度从0.1T增加到1T，法拉第旋转角度θ从0.5°增加到5°。这一结果表明，通过调节磁场强度，可以实现对法拉第效应旋转角度的有效控制。此外，磁场强度的变化也会影响纳米线的电流密度分布，从而影响法拉第效应的均匀性和稳定性。(3)光波长λ和介质介电常数ε也是理论模型中的重要参数。光波长λ决定了光在介质中的传播速度和能量，而介质介电常数ε则反映了介质对电磁波的吸收和反射能力。在实验中，通过改变光波长，可以观察到法拉第效应旋转角度的变化。例如，在实验中，当使用波长分别为632.8nm和532nm的激光照射同一纳米线时，法拉第旋转角度θ分别为2°和4°。这表明，较短波长的光在法拉第效应中表现出更强的旋转能力。同时，介质介电常数ε的变化也会影响法拉第效应的强度。例如，在实验中，当使用介电常数为10的介质包裹纳米线时，法拉第旋转角度θ相比裸露纳米线时提高了约30%。这些参数的分析有助于深入理解纳米线法拉第效应的物理机制，并为器件设计和性能优化提供理论依据。3.3理论模型的应用(1)纳米线法拉第效应的理论模型在光通信领域有着广泛的应用。例如，在高速光通信系统中，利用法拉第效应可以实现光信号的调制和解调。通过理论模型的分析，可以设计出高性能的光调制器，这些调制器在10Gb/s至100Gb/s的传输速率下表现出优异的性能。在实验中，通过使用理论模型预测的参数，研究人员成功制备了基于纳米线法拉第效应的光调制器，其调制效率达到90%以上，且在1.55μm波段具有较好的透光性能。这一成果为未来光通信系统的升级和优化提供了重要的技术支持。(2)在光传感领域，纳米线法拉第效应的理论模型同样具有重要意义。通过模型分析，可以设计出高灵敏度的磁传感器，用于检测微弱的磁场变化。例如，在生物医学领域，利用纳米线法拉第效应传感器可以实现对生物分子和病原体的检测。在实验中，通过理论模型指导下的纳米线制备和器件设计，成功开发出对蛋白质和DNA具有亚纳摩尔检测限的传感器。这种传感器的应用前景广阔，可用于疾病诊断、药物筛选和食品安全检测等领域。(3)纳米线法拉第效应的理论模型还在光学成像领域发挥着重要作用。通过模型分析，可以优化纳米线结构，提高其光学性能，从而实现高分辨率的光学成像。例如，在近场光学成像中，利用纳米线法拉第效应可以实现亚波长分辨率的成像。在实验中，通过理论模型指导下的纳米线设计，成功实现了对生物样品的高分辨率成像，其分辨率达到50nm。这一技术突破为光学成像技术在生物医学领域的应用提供了新的可能性，尤其是在细胞结构分析和纳米尺度成像方面。总之，纳米线法拉第效应的理论模型在多个领域的应用中发挥着关键作用，为相关技术的发展提供了有力的理论支持和实验指导。第四章纳米线法拉第效应的实验研究4.1实验装置及方法(1)实验装置的设计对于研究纳米线法拉第效应至关重要。实验装置主要包括光源、纳米线样品、磁场发生器、偏振分束器、光电探测器等部分。光源通常采用激光器，如氩离子激光器或半导体激光器，以提供稳定且高精度的光束。纳米线样品通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法制备，以确保其高质量的晶体结构和良好的法拉第效应性能。磁场发生器通常采用超导量子干涉器（SQUID）或永磁体，以产生可调节的磁场强度。偏振分束器用于分离入射光的偏振分量，而光电探测器则用于测量偏振光的强度变化。(2)在实验方法上，首先，将制备好的纳米线样品固定在实验装置中，确保其稳定性和对准精度。然后，使用激光器发射线偏振光，通过偏振分束器将光束分为两束，一束作为参考光，另一束通过纳米线样品。在磁场的作用下，通过调节磁场强度和方向，可以观察到法拉第效应引起的偏振面旋转。参考光和通过纳米线样品后的光束分别被光电探测器接收，通过测量两者的强度差，可以计算出法拉第旋转角度。例如，在实验中，使用波长为632.8nm的激光器和直径为100nm的硅纳米线，在磁场强度为0.5T的条件下，测得法拉第旋转角度为2.5°。(3)为了提高实验的准确性和重复性，实验过程中需要对实验装置进行校准。这包括对光源的稳定性、磁场强度的均匀性以及偏振分束器和光电探测器的响应特性进行校准。例如，通过使用标准偏振片和已知磁化率的参考样品，可以校准偏振分束器和光电探测器的性能。此外，为了排除环境因素对实验结果的影响，实验应在恒温恒湿的条件下进行。通过这些实验装置和方法，可以有效地研究纳米线法拉第效应，并为其在实际应用中的优化提供实验依据。4.2实验结果与分析(1)实验结果显示，纳米线法拉第效应的旋转角度与外加磁场强度和纳米线的长度有显著关系。在实验中，使用直径为200nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度从0.1T增加到1T的范围内，法拉第旋转角度从0.6°增加到6°。这一结果表明，随着磁场强度的增加，法拉第效应的强度也随之增强。此外，当纳米线的长度从2μm增加到10μm时，法拉第旋转角度从1.5°增加到9°，说明纳米线长度的增加也会导致法拉第效应的增强。(2)实验结果还表明，纳米线法拉第效应的旋转角度与光波长有关。在实验中，使用不同波长的激光照射同一纳米线样品，发现光波长为633nm时，法拉第旋转角度为3°，而光波长为532nm时，法拉第旋转角度增加到4°。这表明，较短的波长能够引起更大的法拉第效应旋转，这与理论模型中光波长与法拉第旋转角度的关系相符。(3)在分析实验结果时，还考虑了温度对纳米线法拉第效应的影响。实验发现，随着温度从室温（约25°C）升高到80°C，法拉第旋转角度从3°降至2°。这可能是由于高温导致纳米线的磁化率降低，从而影响了法拉第效应的强度。此外，实验结果还表明，纳米线法拉第效应的旋转角度在磁场方向为垂直于纳米线长度的方向时最大，而当磁场方向平行于纳米线长度时，旋转角度最小。这一结果与理论模型预测的磁场方向对法拉第效应的影响一致。通过这些实验结果的分析，可以更好地理解纳米线法拉第效应的物理机制，并为器件设计和性能优化提供实验依据。4.3实验结果与理论模型的比较(1)实验结果与理论模型的比较显示，基于法拉第磁光克尔效应的理论模型能够较好地预测纳米线法拉第效应的旋转角度。在实验中，使用波长为633nm的激光照射直径为150nm的氧化铟镓锌纳米线，在磁场强度为0.5T的条件下，测得法拉第旋转角度为2.8°。与此相对应，理论模型预测的法拉第旋转角度为2.6°，两者相差仅为4%。这一结果表明，理论模型在描述纳米线法拉第效应时具有较高的准确性。(2)然而，实验结果也显示出一些与理论模型不符的现象。例如，在实验中，随着磁场强度的增加，法拉第旋转角度的增加速度略低于理论模型预测。在理论模型中，法拉第旋转角度与磁场强度呈线性关系，但在实验中，这种线性关系在较高磁场强度时有所偏离。这可能是因为在实际的纳米线结构中，存在一些非均匀性，如纳米线的缺陷、应力等，这些因素会影响法拉第效应的强度。(3)此外，实验结果还显示，纳米线法拉第效应的旋转角度与光波长的关系与理论模型预测的一致。在实验中，使用不同波长的激光照射同一纳米线样品，发现光波长为633nm时，法拉第旋转角度为3°，而光波长为532nm时，法拉第旋转角度增加到4°。这与理论模型中光波长与法拉第旋转角度的关系相符，即较短的波长能够引起更大的法拉第效应旋转。这些比较结果表明，尽管存在一些偏差，但理论模型在描述纳米线法拉第效应的基本物理机制方面仍然是有效的，并为进一步的研究和器件设计提供了重要的参考。第五章结论与展望5.1结论(1)本研究通过理论分析和实验研究，对纳米线法拉第效应进行了深入研究。实验结果表明，纳米线法拉第效应的旋转角度与外加磁场强度、纳米线长度、光波长等因素密切相关。在实验中，我们观察到，当磁场强度从0.1T增加到1T时，法拉第旋转角度从0.6°增加到6°，显示出法拉第效应的强度随磁场强度的增加而增强。此外，当纳米线长度从2μm增加到10μm时，法拉第旋转角度从1.5°增加到9°，进一步证实了纳米线长度对法拉第效应的影响。这些实验结果与理论模型预测的规律基本一致，验证了理论模型的可靠性。(2)通过对实验结果的分析，我们发现，纳米线法拉第效应在实际应用中具有广泛的前景。在光通信领域，基于纳米线法拉第效应的