Способ контроля параметров магнитных пленок Советский патент 1986 года по МПК G01N27/72 

f

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для контроля однородности магнитных параметров (анизотропии и намагниченности ) магнитных пленок (пластинок ) ферритов-гранатов , ортоферритов и других материалов, имеющих одноосную магнитную анизотропию, применяемых в вычислительной технике , и} тегральной оптике и технике СВЧ, Контроль однородности параметров по толщине магнитных пленок позволяет на начальной стадии изготовления устройства произвести отбраковку или сортировку пЛе- нок в соответствии с заданной степенью или характером неоднородности.

Цель изобретения- - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля однородности . магнитных пленок по толщине.

На фиг. 1 представлена схема расположения магнитной пленки, пьезоэлектрического преобразователя и магнитных полей; на фиг. 2 - зависимость лапряжения на пьезоэлектрическом преобразователе от величины постоянного магнитного поля; на фиг. 3 - разлггчные вцды зависи ости напряженности постоянного магнитного поля, соответствующего минимуму напряясения на пьезоэлектрическом преобразователе, от угла поворота пленки.

Gnoco6 реализуется следующим образом.

На исследуемую магнитную пленку 1 (фиг. 1 ) воздействуют однородным (в пределах исследуемого участка ) постоянным магнитным полем II и однородным (в тех же пре;5елах ) переменным магнитным полем h, перпендику- лярньгм плоскости пленки 1 (п - нормаль к плоскости пленки). В механический контакт с исследуемой пленкой 1 приводят пьезоэлектрический преобразователь 2. Затем устанавливают пленку 1 с пьезоэлектрическш преобразователем 2 в ряд последовательных различных положений, фиксированных по углу поворота cf в пределах полного оборота вокруг оси 3, перпендикулярной направлен зо постоянного магиптиого поля. Перед началом поворота (и установки в ряд фиксированных положений ) пленки вокруг оси 3 плоскость пленки должна быть совмещена с этой осью и далее в процессе всего измерения такое совмещение должно сохраняться. В каждом из назван575052

ных выше фиксированных положений пленки (по углу поворота вокруг оси 3 ) изменяют напряженность постоянного магнитного поля от нуля до вели5 чины, соответствующей минимуму напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе 2, и измеряют вeл гчинy этой напряженности. В процессе изменения постоянного поля зависимость

0 напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе и от поля Н имеет вид, подобньш показанному на фиг. 2. Такой характер кривой обусловлен усилением магнитоупругой связи в малых

)5 полях благодаря наличию доменной

структуры в пленке. Минимум обсуждаемой зависимости соответствует полю исчезновения доменов (R). В неоднородных по толщине пленках зависи20 мость и (Н) иногда имеет несколько максимумов и мини1-1умов (пунктир на фиг. 2 ), что соответствует различным слоям пленки. В этом случае достаточно зафиксировать тот из ми25 нимумов кривой U (Н),который соответствует минимальному полю Н. Иногда вместо минимума на кривой U (Н) после резкого спада наблюдается выход на плоский горизонтальный учас30 ток. Б этом случае в качестве Но следует измерить поле, соответствующее резкому переходу от спада на плоский участок.. Полученные таким образом значения поля Нд для различных углов Of установки пленки относительно оси 3 (фиг. 1 ) используют для построения зависимости напря- лсенности постоянного магнитного поля, соответствующего минимуму напряжения на пьезоэлектрическом преобразователе, от угла поворота пленки 1 вокруг оси 3 - Нд(ф), частные виды которой показаны на фиг. 3. Общий вид кривой Hg((j) для полного оборота пленки вок, руг оси 3 показан на фиг. За. Такой

45

врщ кривой отражает область существования доменной структуры в пленке (наличие которой усиливает магнито- упругую связь). Резко выраженные максимумы в окрестности углов q, и Cfj (где Cf, - Cpj 180 ) соответствуют области существования доменной структуры при намагничивании пленки вблизи перпендикуляра к оси,легкого намагничивания (при этом поле П л соот55

ветствует полю анизотропии пленки в

делом или какого-либо ее слоя). Установка пленки в фиксированные полох е- ния по углу CjJ в каждом из которых ,

40

измеряется поле Н л , должна производиться с таким шагом по углу CD поворота вокруг оси 3, чтобы зафиксировать структуру подъемов вблизи экстремумов кривой Hg((f) (фиг. За)

Для повышения достоверности измерений можно несколько раз изменить начало отсчета угла Cf относительно оси 3 (задание которого ничем не ограничено ) и повторить снятие кривой Нд(ц). При этом структура подъемов в каждом измерении должна сохранятьс (хотя значения углов if, и. меняются, но всегда q, -Cfj 180°). Ес- :ли при таком изменении начала отсче- 1та угла структура подъемов меняется, следует уменьшить шаг ycтaнoвkи угла (f и повторить измерения до сохранения структуры подъемов. Далее, после того, как зависимость H3(cf) измерена, по характеру подъемов в окрестности углов qi, и tp судят об однородности параметров по толщине пленки. На фиг. 3 S показан вид подъема вблизи экстремума для однородной пленки. Подъем имеет характерный колоколообразный вид с единственным максимумом и симметричным спадом по обе стороны от него.

На фиг. 3 В показан типичный пример зависимости для пленки, имеющей три сильно отличных друг от друга слоя, каждый из которых однороден. В каждом отдельном слое зави- Hg((fi) подобна показанной на фиг. 38 (фиг. ЗВ пунктир ).0днаj

О 15 20 5

0

5

ко благодаря взаимодействию намагниченности отдельных слоев, происходит сложное наложение трех отдельных кривых дающее картину с несколькими максимумами и минимумами. Такой характер кривой Hg(cf) говорит о неоднородности параметров по толщине пленки.

Формула изобретения

Способ контроля параметров магнитных пленок, включающий воздействие на пленку постоянным магнитным полем и переменным магнитным полем, перпендикулярным плоскости пленки, вращение пленки вокруг оси, перпендикулярной постоянному магнитному полю и лежащей в плоскости пленки, измерение напряжения на пьезодатчике, механически контактирующем с пленкой, измерение напряженности постоянного магнитного поля, соответствующего минимуму напряжения на пьезодатчике, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональньгх возможностей, снимают .зависимость напряженности постоянного магнитного по-- ля, соответствующей минимуму напряжения на пьезодатчике, от угла поворота пленки вокруг ее оси вращения и по полученной зависимости судят об однородности параметров по толщине пленки, причем плавный колоколообразный характер экстремумов соответствует однородной пленке, а ступенчатый характер зависимости соответ.ст- вует неоднородной пленке.

+

д фиг. г

Н

Изобретение относится для контроля однородности магнитных параметров магнитных пленок (МП), пластинок, ферритов-гранатов, ортоферритов и других материалов, имеющих одноосную магнитную анизотропию и применяемых в электронике и технике СВЧ; Цель изобретения - расширение циональных возможностей,- достигается путем обеспечения контроля однородности МП по толщине. Согласно cn d- собу исследуемую МП приводят в механический контакт с пьезоэлектрическим преобразователем (ПП), воздействуют на нее переменным магнитным полем, перпендикулярным плоскости МП, и по стоянным магнитным полем СПМП).. В . каждом из установленных положений напряженность ПМП изменяют от нуля до определенной величины, измеряют величину этой напряженности и по зависимости значений напряженности ПМП от угла поворота МП судят об однородности параметров по толщине МП. Реализация способа поясняется на схеме расположения МП, где показаны исследуемая МП 1, ПП 2, ось 3 вращения фиксируемый угол Ср поворота, П - вектор ПМП, h - вектор переменного магнитного лоля, вектор п - нормаль к плоскости пленки. 3 нл. I СП ч ел

vo

- w

Составитель В.Треков Редактор А.Долинич Техред Л.Олейник Корректор Е.РошкоЗаказ 4910/41 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственнйго комитета СССР

по делам -изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4