Способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов Советский патент 1987 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и предназначено для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, в частности тонких магнитных пленок как в разомкнутых, так и в замкнутых магнитных цепях,

Цель изобретения - повьгаение точ- FiocTH измерений.

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения коз рцитивной силы магнитных материалов,-на фиг. 2- чувствительный элемент устройства для измерения коэрцитивной силы тонких магнитных пленок.

Устройство содержит исследуемый образец 1, помещенный в намагничивающий блок 2 с источником 3 подмаг- ничивающего тока. Напряженность магнитного поля контролируется измерителем 4. На краях исследуемого образца 1 расположены электроакустические преобразователи (ЗАЛ) 5 и 6 для возбуждения и приема упругих волн. Преобразователь 5 подключен к БЧ-генератору 7 и к измерителю 8 разности фаз через аттенюатор 9. Преобразователь 6 соединен с измерителем 8 разности фаз 8.

На исследуемый образец 1, состоящий из подложки 10 (фиг. 2) с напыленной на нее исследуемой пленкой 1 из магнитного материала, нанесены электроакустические преобразователи

5 и 6 для возбуждения поверхностных 35 пространяющейся на частоте

в пленке железно-иттриевбго граната, выращенной на пластине галий-гадоли- ниевого граната с размерами 10 х X 10 X 0,8 мм , можно достичь при значении магнитного поля 8-10 Э. Кроме того, из имеющихся в литературе данных для магнитных материалов, следует, что абсолютное изменение фазы 0,5° объемных и поверхакустических волн, выполненные, в отличие от представленных на фиг. 1 встречно-штыревыми.

Способ осуществляется следующим образом.

Магнитное поле, создаваемое источником 3 и намагничивающим блоком 2, воздействует на образец 1, в котором распространяется создаваемая ВЧ-генератором 7 и ЭАП 5 акустическая волна за счет дЕ-эффекта, приводя к изменению; скорости волны, а следовательно, и к измерению ее фазы -С , измеряемой измерителем 8 по сигналу с ЭАП. 6, и опорному сигналу, поступающему через аттенюатор 9 с выхода ВЧ-генератора 7. Это ностньрс акустических волн, распространяющихся в различных материалах на частотах j 100 мгЦ достигается в магнитных полях с напряженностью всего лишь 10-20 Э. Это оз50 начает, что если в исследуемых магнитных материалах могут распространяться упругие акустические волны на частотах, при которых зат ухание волны в данном материале позволяет

Ч - Ч , где

Ч д- фаза

менение

сигнала в отсутствие.поля, оказывается пропорциональным квадрату намагниченности образца. Снимая зависимость абсолютного изменения фазы упругой во1И1ы от напряженности магнитного поля, определяемой измерителем 4 при намагничивании до насьш1е- ния и дальнейшем размагничивании исследуемого образца по гистерезисной кривой Ч(Н), можно измерить его коэрцитивную силу Н,.

Очевидно, что равенство нулю абсолютного изменения фазы ( - 4, ) акустической волны соответствует магнитному состоянию образца, когда

1 0; Н Н J,. В этом случае измеритель 4 показывает значение коэрцитивной силы И t образца 1. Аттенюатором 9 выравнивают амплитуды задержанно5 го и опорного сигналов,что необходимо для нормальной работы измерителя разности фаз.

Для исследования тонких магнитньсх пленок 1, напыпенных на подложку 10 (фиг. 2), целесообразнее использовать поверхностные акустические волны, распространяющиеся непосредственно в пленках, что дает возможность повысить точность измерений коэрцитивной силы тонких магнитных пленок. В этом случае электроакустические преобразователи 5 и 6 выполнены встречно-штыревыми (фиг. 2). Существующая фазоизмерительная аппаратура позволяет измерить абсолютное изменение фазы упругой волны до О,5 . Экспериментально доказано, что такого изменения фазы, например, поверхностной акустической волны, рас0

5

0

в пленке железно-иттриевбго граната, выращенной на пластине галий-гадоли- ниевого граната с размерами 10 х X 10 X 0,8 мм , можно достичь при значении магнитного поля 8-10 Э. Кроме того, из имеющихся в литературе данных для магнитных материалов, следует, что абсолютное изменение фазы 0,5° объемных и поверхностньрс акустических волн, распространяющихся в различных материалах на частотах j 100 мгЦ достигается в магнитных полях с напряженностью всего лишь 10-20 Э. Это означает, что если в исследуемых магнитных материалах могут распространяться упругие акустические волны на частотах, при которых зат ухание волны в данном материале позволяет

уверенно принимать задержанный сигнал, то можно снимать соответствующие гистер€П1исные кривые и следовательно, с высокой точностью on31

ределять зпачение коэрцитивной силы различных магнитных материалов, в частности тонких магнитных пленок.

Формула изобретения 5

1. Способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитньк материалов, включающий возбуждение в исследуемом образце акустической волны и намагничивание образца в магнитном поле, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений, возбуждение акустических волн осуществляют в непрерывном ре

8

жиме, регистрируют изменение фазы прошедшей акустической волны в зависимости от напряженности магнитного поля и в момент достижения нулевого значения абсолютного изменения фазы акустической волны при намагничивании образца в обратном направлении фиксируют значение коэрцитивной силы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что в исследуемой пленке методом составного звукопро- вода возбуждают поверхностные акустические волны.

Изобретение относится к магни- тоизмерительной технике. Цель изобретения - повьшение точности измерения . В образце 1, на которьпЧ воздействует магнитное поле источника 3 подмагничивающего поля и нама гничи- вающего блока 2, распространяется акустиг1еская волна, создаваемая ВЧ-генератором 7 и электроакустическим преобразователем 5. Магнитное поле за счет ьЕ-эффекта изменяет скорость акустической волны и изменяет ее фазу . Ч . Это изменение Ч 1 f а Фзза сигнала в отсутствие поля, пропорционально квадрату намагниченности образца 1. Снимая зависимость абсолютного изменения фазы упругой волны от напряженности магнитного поля, определяемой измерителем 4, при намагничивании до насыщения и дальнейшем размагничивании образца 1 по гистерезисной кривой f) можно измерить его коэрцитивную силу Н. 1 3. п. ф-ль, 2 ил. S s5 оо о:) оо PuZ.t

0 фиг.г

Редактор А.Шандор Заказ 7804/44

Составитель М.Бухаров

Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Тираж 752 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

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