Способ локального измерения намагниченности насыщения ферритовой пленки Советский патент 1990 года по МПК G01R33/05 

Фиг.1

Изобретение относится Тс измерительной технике, в частности к способу измерения намагниченности насыщения ферритовых пленок с помощью микроволн, и может быть использовано для контроля распределения примесей в ферритовых пленках.

Цель изобретения - повышение точ ности измерений.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для реализации способа; на фиг,2 - производная сигнала поглощения &МР по постоянному магнитному полю; на фиг.З - искажение за счет эффекта анизотропии формы производной сигнала поглощения ФМР по магнитному полю.

Устройство (фиг.1) содержит генератор 1 ВЧ, проградуированный атте- нюатор 2 с регулируемым ослаблением9 соединенный с первым плечом циркуЛя- тора 3, второе плечо которого соединено с измерительным полосковым резонатором 4, ВЧ-детектор 5, соеди- ненный с третьим плечом циркулятора 3, магнит 6, между полюсами которого помещен измерительный резонатор 4, петля 7 для создания магнитного поля низкой частоты, которая соединена с генератором 8 низкой частоты, синхро- детектор 9, соединенный с ВЧ-детекто- ром 5 и генератором 8 низкой частоты.

Способ осуществляется следующим образом.

Ферродиэлектрическую пластину с отверстием размещают в несимметричном полосковом ВЧ-резонаторе так, чтобы отверстие находилось над центральной жилой ВЧ-резонатора в пучности маг- нитной компоненты ВЧ-поля. Параметры пластины и отверстия выбирают из известных условий. ВЧ-резонатор 4 с пластиной размещают между полюсами

по нормали к поверхности исследуемой пленки. Величину Н0 выбирают из условия возбуждения ФМР на исследуемом участке пленки. При резонансе изменяется величина мощности РОТР , отраженная от измерительного резонатора 4, которая выделяется при помощи циркулятора 3 и направляется в детектор 5. Одновременно с указанными полями на пленку воздействуют НЧ магнитным полем, направленным по нормали к поверхности исследуемой пленки, для чего с генератора 8 НЧ на петлю 7 подают сигнал низкой частоты. После ВЧ-детектора 5 сигнал детектируется низкочастотным синхродетектором 9, опорная частота детектирования которого задается генератором НЧ 8, В результате на выходе синхродетектора 9 получается производная сигнала поглощения ФМР, возбуждаемого на исследуемом участке ФП. Зависимость величины сигнала на выходе синхродетектора 9 от величины постоянного магнитного поля HQ показана на фиг,2, где Ир - величина магнитного поля, соответствующая условиям возбуждения ФМР на исследуемом участке пленки, Измеряют разность iJIpn напряженностей постоянного магнитного поля, соответствующих пиковым значениям производной сигнала поглощения ФМР по постоянному магнитному полю. Уменыцая затухание, вносимое проградуирован- ным аттенюатором 2, увеличивают амплитуду ВЧ-поля в измерительном резонаторе до тех пор, пока не начнется искажение резонансной кривой (фиг.З). По градуировке аттенюатора 2 определяют амплитуду ВЧ поля Hg, на исследуемом участке, при котором отношение пиковых значений производной сигнала lP/U+ становится отлич

Изобретение может быть использовано при исследовании характеристик магнитных пленок. Целью изобретения является повышение точности измерений, намагниченности насыщения ферритовых пленок. Устройство, реализующее способ, содержит ферродиэлектрическую пластину с отверстием, на которую помещается исследуемая пленка, высокочастотный детектор 5 высокочастотный генератор 1, аттенюатор 2, циркулятор 3, полосковый резонатор 4, постоянный магнит 6, петлю 7 для создания магнитного поля низкой частоты и синхродетектор 9. Повышение точности измерений достигается в результате исключения влияния поля кристаллографической анизотропии при измерении намагниченности насыщения пленки. 3 ил.

чего величина намагниченности нас щения пленки определяется по форм

i

50

И- 2 U- 1) JS&-,

41ГН

ъ

магнита 6 так, что магнитное поле на- 45 ньш от единицы и равным pts после правлено по нормали к поверхности пластины. Исследуемую ферритовую пленку накладывают на пластину так, чтобы исследуемый участок пленки был расположен над отверстием. Затем на исследуемую пленку с пластиной воздействуют высокочастотным магнитным полем, для чего с генератора 1 на ВЧ-резонатор 4 подают сигнал высокой частоты, который создает в области расположения пленки ВЧ магнитное поле II. Одновременно с помощью магнита б в исследуемой пленке создают постоянное магнитное поле Н0 направленное

где ei. Н&

55

отношение пиковых значе производных;

величина напряженности магнитного поля при отно нии пиковых значений про водных, равном оС. Соответствие между градуировко аттенюатора и напряженностью ВЧ м

чего величина намагниченности насы- щения пленки определяется по формуле

i

ньш от единицы и равным pts после

И- 2 U- 1) JS&-,

41ГН

ъ

ньш от единицы и равным

ньш от единицы и равным pts после

где ei. Н&

отношение пиковых значений производных;

величина напряженности ВЧ магнитного поля при отношении пиковых значений производных, равном оС. Соответствие между градуировкой аттенюатора и напряженностью ВЧ магнитного поля в области над отверстием в ферродиэлектрической пластине устанавливается по измерению предлагаемым способом на ферритовой пленке с известной намагниченностью насыщения. Параметр- ct-выбирают так, что при значениях Ј , лежащих в указанном диапазоне, искажение резонансной кривой обусловлено непосредственно эффектом анизотропии формы. Использование значений Ј , слабо отличающихся от единицы, ограничено чувствительностью используемой аппаратуры. Это связано с трудностью фиксирования амплитуды ВЧ поля Нв, при котором отношение IT/IT4 близко к единице. Сильное искажение производной сигнала поглощения ФМР, когда 1,2 имеет место при такой амплитуде ВЧ- поля, когда начинаются 4-магнонные процессы распада и ширина резонансной кривой увеличивается. Вследствие искажения резонансной кривой непоФормула и з о б р е г е к и ч

Способ локального измерения намагниченности насыщения феррнтовой , пленки, заключающийся в воздействии на пленку постоянным магнитным полем, перпендикулярным поверхности пленки, и высокочастотным магнитньм полем, параллельным поверхности пленки,

JQ причем параметры магнитных полей выбирают, исходя из условий возбуждения ферромагнитного резонанса в исследуемом., участке пленки, отличающийся тем, что, с целью повы15 шения точности измерений, на исследуемую пленку дополнительно воздействуют низкочастотным магнитным полем, направленным перпендикулярно поверхности пленки, регистрируют производную

20 сигнала поглощения ферромагнитного резонанса по постоянному магнитному полю, измеряют разность напряженно- стей постоянного магнитного поля.

соответствующих пиковым значениям средственно измерить ее ширину невоз- 25 указанной производной, и намагничен- можно и в результате определить на- ность насыщения пленки определяют при магниченность насыщения невозможно, выбранном значении отношений этих

производных. Формула и з о б р е г е к и ч

Способ локального измерения намагниченности насыщения феррнтовой пленки, заключающийся в воздействии на пленку постоянным магнитным полем, перпендикулярным поверхности пленки, и высокочастотным магнитньм полем, параллельным поверхности пленки,

причем параметры магнитных полей выбирают, исходя из условий возбуждения ферромагнитного резонанса в исследуемом., участке пленки, отличающийся тем, что, с целью повы5 шения точности измерений, на исследуемую пленку дополнительно воздействуют низкочастотным магнитным полем, направленным перпендикулярно поверхности пленки, регистрируют производную

0 сигнала поглощения ферромагнитного резонанса по постоянному магнитному полю, измеряют разность напряженно- стей постоянного магнитного поля.

Фиг. Z

Фиг.з