Способ измерения анизотропии тонких магнитных пленок Советский патент 1983 года по МПК G01R33/02 

л

а

ьэ

ОР

to

л

О)

к

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в микроэлектронике для измерения анизотропии тонких магнитных пленок в широком интервале полей. Известны способы измерения анизот ропии тонких магнитных в пере менном магнитном поле, основанные на непосредственном наблюдении кривой перемагничивания лленки с помощь осциллографа и измерении магнитного поля, соответствующего некоторой характерной точке на петле гистерези са или определенной форме петли lj. .Однако этому способу свойственна низкая точность измерений. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является измерение напряженности поля анизотропии одноосных тонких магнитных пленок, основанном на перемагничивании пленки переменным синусоидальным маг нитным полем, направленным вдоль оси трудного намагничивания пленки и измерения сигнала третьей гармоники вторичной ЭДС 21 . Однако в данном способе величина ЭДС определяется с достаточной точностью при условии создания сильного переменного магнитного поля (выше 100 Э), что сопряжено с целым рядом технических трудностей. Цель изобретения - расширение области измерения. Поставленная цель достигается тем что согласно способу измерения анизотропии тонких магнитных пленок, заключающемуся в том, что пленку перемагничивают переменным магнитным полем в направлении трудного намагни чивания и измеряют амплитуды высших гармоник ЭДС вторичного сигнала, соз дают дополнительное постоянное магнитное поле в направлении трудного намагничивания и измеряют напряженность этого поля, при котором амплитуда второй гармоники максимальна. На фиг. 1 изображена функциональная схема, поясняющая работу устройства; на фиг. 2 - зависимость ампли чтуды второй гармоники с от величины напряженности постоянного магнитного поля HO для нескольких . Сущность предложенного способа заключается в следующем. Вдоль оси трудного намагничивания одноосной тонкой магнитной пленки, обладающей незначительной величиной угловой дисперсии анизотропии, одновременно действуют постоянное и синусоидальное переменное магнитное поле, при этом при соблюдении условия Н, где Нц - напряженность поля анизотропии;HQ - напряженность постоянного амплитуда няпряженности переменного поля, в измерительной катушке, нанесенной на пленку, возникают четные гармонические составляющие вторичной ЭДС. В этом случае амплитуда вторичной гармоники- вторичной ЭДС определяется функцией 1 (HO-H,) nl u . m к , где Ел амплитуда вторичной гармоники ЭДС; Q - предельное значение Е Р ф g - поток насыщения; N - число витков измерительной катушки; f - частота перемагничивания. Устройство для осуществления данного способа содержит генератор 1 переменного тока, через конденсатор 2 подключенный к катушкам 3 Гельмгольца, величина переменного тока в катушках 3 Гельмгольца определяется вольтметром Ц по падению напряжения на резисторе 5, генератор 6 постоянного тока через амперметр 7 и катушку индуктивности 8 также подключен к катушкам 3 Гельмгольца. Сигнал с измерительной катушки 9 через компенсирующую катушку 10, включенную ей навстречу, поступает на вход селективного милливольтметра П. Устройство для осуществления способа работает следующим образом. Сигнал с генератора 1 переменного тока поступает на катушки 3 Гельмгольца, создавая переменное поле. С генератора 6 постоянного тока на катушки 3 Гельмгольца поступает сигнал, создающий постоянное.поле. Контролируемая тонкая магнитная пленка помещается в измерительную катушку 9. Сигнал с измерительной катушки 9 через компенсирующую катушку 10 подается на селективный милли3Ш23:26вольтметр П, который выделяет вторую -армсжическую сост.авляю«(ую сигнала. Изменяя величину постоянного тока генератора 6, тем самым изменяют величину постоянного намагничивающего 5 поля, при этом снимают зависимость величины амплитуды вторичной гармони.ки ЭДС выделенного с образца сигнала от.напряженности постоянного намагничиваюи его поля.Ю

6i-n

tnV Предлагаемое изобретение позволяет расширить область измерения поля анизотропии одноосных тонких магнитных пленок до 100 Э с относительной погрешностью 3% Величина поля анизотропии является одним из основных параметров, определяющих свойство тонких магнитных пленок, применяемых в микроэлектронике для записи информации.

В,05