Способ определения ориентации оси легкого намагничивания и поля анизотропии магнитных пленок Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

Изобретение-относится к магнитным измерениям и предназначено для определения ориентации оси легкого намагничивания и поля анизотропии магнитных пленок (.пластинок) ферритов-гранатов, ортоферритов и других материалов, имеющих одк-осную ма1- нитную анизотропию, применяемых в вычислительной технике, интегрально оптике и технике СВЧ. Известен способ определения орие тации оси легкого намагничивания и поля анизотропии, основанный на получении спектра ферромагнитного ре зонанса (,ФМР) при различных ориента циях пленки и частотах СВЧ сигнала 1. Однако точность измерения его ог раничена. Известен способ, основанный на магнитооптическом наблюдении зарожд ния доменной структуры пленки при ее намагничивании постоянным полем и включающий помещение исследуемой пленки в постоянное магнитное поле и вращение ее в этом поле, причем постоянное магнитное поле ориентируют параллельно плоскости пленки, пленку уCTafiaвливают таким образом, чтобы, ось ее вращения совпадала с номалью к поверхности пленки, освещают пленку поляризованным светом и с помощью анализатора и микроскопа наблюдают зарождение доменной струк туры, вращают пленку вокруг оси, совпадающей с нормалью к плоскости пленки, подбирают ориентацию и напряженность магнитного поля таким образом, чтобы в момент зарождения доменная структура имела полосовой характер, снимают зависимости продольной и поперечной (относительно оси вращения пленки) компонент напряженности магнитного поля, соотве ствующих моменту образования доменной структуры.от угла поворота плен ки, представляют полученную зависимость в виде рядов Фурье и опреде,ляют константы и ориентацию осей анизотропии по коэффициентам получе ного разложения 2 . Однако точность измерения его не достаточна, что обусловлено предело оптического разрешения. Целью изобретения является повыш ние точности измерения при определе нии параметров пленок с суЬмикрониы ми доменами. Эта цель достигается тем, что согласно способу, влкючающему воздействие на магнитную пленку постоянным магнитным полем и вращение ее в этом поле, на пленку дополнительно воздействуют переменным магнитным полем, перпендикулярным плоскости пленки, и вращают пленку, находящуюся в контакте с пьезоэлектрическим преобразователем, в постоянном магнитном попе, устанавливают пленку в положение, соответствующее максимуму напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, и по ориентации пленки относительно направления постоянного магнитного поля определяют ориентацию оси легкого намагничивания, увеличивают напряженность постоянного магнитного поля до величины, соответствующей минимуму напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, и по величине полученного постоянного магнитного Лоля определяют поле анизотропии магнитной пленки. На фиг. 1 представлена схема расположения магнитной пленки пьезоэлектрического преобразователя и магнитных полей; на фиг. 2 - зависимость напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе от угла поворота пленки; на фиг. 3 - зависимость напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе от величины постоянного магнитного поля. Способ реализуется следующим образом. На исследуемую магнитную пленку 1 фиг. 1) воздействуют постоянным магнитным полем Н и переменным ма1- нитным полем , перпендикулярным плоскости пленки 1. В механический контакт с исследуемой пленкой 1 приводят пьезоэлектрический преобразователь 2. Затем осуществляют вращение пленки вокруг осей 3 и 4 в постоянном магнитном поле Н вместе с пьезоэлектрическим преобразователем 2 и переменным магнитным полем h. Сначала пленку 1 вращают вокруг оси 3 перпендикулярной направлению постоянного магнитного поля Н и лежащей в плоскости пленки 1. При этом в процессе вращения снимают зависимость напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе 2 от угла С|) поворота пленки (фиг. 2), Резко выраженные максимумы при углах (f и (pj соответствуют области существования

доменной структуры при намагничивании пленки вблизи перпендикуляра к оси легкого намагничивания ((. При этом постоянное магнитное поле .должно быть меньше поля анизотропии пленки Н. Максимумы на кривой ЩсР) при( iti обусловлены, резким усилением магнитоупругой связи при наличии в пленке доменной структуры, по сравнению с остальной областью угловс, где домены отсут-ствуют. Устанавливают пленку 1 по углу ср в положение, соответствующее наиболее выраженному максимуму зависимости и (tp) Л на пример, при(р). Вращают пленку вокруг оси k в пределах полного оборота до достижения максимальной амплитуды напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе 2. При этом ориентация оси легкого н1амагничиаания пленки определяется по направлению перпендикуляра к плоскости пленки 1 относительно направления постоянного магнитного поля н фиг. 1). После этого, не меняя ориентации пленки, повышают величину постоянного магнитного поля до получения минимального напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, равного его значению в отсутствие постоянного магнитного поля, что соответствует уничтожению доменов ( на фиг. ЗЬ Поле анизотропии/ равно полученному значению постоянного магнитного поля Нд (фиг. 3).

Предлагаемый способ позволяет повысить точность 1;змерения параметров магнитных пленок с субмикронными доменами (размер доменов менее 0,9 мкм), а также значительно сократить время измерения.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ ОСИ ЛЕГКОГО НАМАГНИЧИВАНИЯ И ПОЛЯ АНИЗОТРОПИИ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК, включающий воздействие на магнитную пленку постоянным магнитным полем и вращение ее в этом поле, отличающийся тем что, с целью повышения точности измерения, на пленку дополнительно воздействуют переменным магнитным полем, перпендикулярным плоскости пленки, вращают пленку, находящуюся в контакте с пьезоэлектрическим преобразователем, в постоянном магнитном поле устанавливают пленку в положение, соответствующее максимуму напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, и по ориентации пленки относительно направления постоянного магнитного поля определяют ориентацию оси легкого намагничивания, увеличивают напряженность постоянного магнитного поля до величины, соответствующей § tt1нимyмy напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, и по величиш не полученного постоянного магнитного поля определяют поле анизотропии магнитной пленки. N9 СО ю О) ел

Н

Ннакс На

иг.З