Способ определения коэрцитивной силы монокристаллических пленок феррит-гранатов Советский патент 1990 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при контроле параметров материалов для запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах ЦМД.

Целью изобретения является упрощение и повышение точности способа.

На фиг. 1 показана зависимость смещения доменной границы (ДГ) лабиринтной доменной структуры X от амплитуды импульсного магнитного поля HJ на фиг. 2 - зависимость скорости движе- ния ДГ от амплитуды импульсного магнитного поля Н, на фиг. 3 - форма Магнитооптического сигнала, отражающая реальный характер смещения ДГ во времени под действием пилообразного импульса однородного магнитного поля

смещения; на фиг. 4 - блок-схема магнитооптической установки, для реализации предлагаемого способа.

Коэрцитивную силу магнитоодноосных феррит-гранатов определяют следующим образом.

Воздействуют на пленку феррит-гра- ната периодической последователь- , ностью пилообразных импульсов однородного магнитного поля смещения амплитудой, превышающей поле коэрцитив- ности пленки, и длительностью порядка 0,5-2,0 мкс и по характеру зависимости магнитооптического сигнала от скорости нарастания пилообразного импульса магнитного поля смещения судят- о величине коэрцитивной силы пленки.

сд

со со

00

со со

Бел на ЦМД-содержащую пленку действовать периодической последовательностью импульсов однородного магнитного поля Н, направленного вдоль оси легкого намагничивания образца, то по известной методике можно построить зависимость смещения ДГ лабиринтной доменной структуры X от амплитуды импульсного магнитного поля Н (фиг.1). Как видно из графика, зависимость Х(Н) имеет два участка, наклон которых отличается почти на порядок. При этом точка излома на зависимости

15398394

оптический сигнал, обусловленный упругим деформированием ДГ, закрепленных на поверхности пленки. С дальнейшим ростом поля смещения процесс обратимого движения ДГ продолжается до тех пор, пока величина поля смещения не достигнет значения поверхностной коэрцитивности HCs . И только тогда ДГ срываются с точки закрепления и начинается процесс их необратимого смещения .

Установка для реализации способа на базе поляризационного микроскопа

10

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при контроле параметров материалов для запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах /ЦМД/. Целью изобретения является упрощение и повышение точности способа. В соответствии со способом, коэрцитивную силу магнитоодноосных феррит-гранатов определяют следующим образом. Воздействуют на пленку феррит-граната периодической последовательностью пилообразных импульсов однородного магнитного поля смещения амплитудой, превышающей поле коэрцитивной пленки, и длительностью порядка 0,5-2,0 мкс и по характеру зависимости магнитооптического сигнала от скорости нарастания пилообразного импульса магнитного поля судят о величине коэрцитивной силы пленки. 4 ил.

Х(Н) однозначно связана с полем коэр- МИМ-7 (фиг. 4) содержит ртутную лампу 1, тепловой фильтр 2 (кювету с гли церином), устраняющий нагрев образца, конденсатор 3, зеркало 4, введенное для изменения направления лучей света от ртутной лампы в оптическую схему микроскопа, поляризатор 5, фокусирующую линзу 6, исследуемый образец 7, объектив 8, анализатор 9 и фотоэлектронный умножитель 10 (типа ФЭУ 118), который запитан от стабилизированного источника 11 напряжений (типа БЛ БНВ 3-09). Электрический сигнал с нагрузки ФЭУ (R 50 Ом) подается на вход стробоскопического осциллографа 12 (типа С7-12), аналоговый сигнал с которого после отработки в блоке 13 подавления дрейфа и шума подается на координату Y двухкоординатного самописца 14 (типа ЛКД-04). Установка содержит также стабилизатор 15 тока (ти па ТЭС-13), измеритель 16 тока (типа В7-21), блок 17 питания (типа П-133).

цитивности.

Чтобы убедиться в этом, достаточно обратиться к зависимости скорости движения ДГ от магнитного поля V(H), построенной для той же самой пленки (фиг. 2).

Из зависимости V(H) видно, что при значении поля, соответствующем излому на зависимости Х(Н), скорость ДГ приобретает ненулевое значение А так как скорость плоской ДГ V(H-HC), где - подвижность доменной стенки, то именно это значение поля и является полем коэрцитивности. Заметим, что определенная выше кодрцитивность определяет поверхностную коэрцитивность HCS . При этом значении поля ДГ смещается необратимым образом как целое. В свою очередь, первый (пологий) линейный участок зависимости Х(Н) на фиг. 1 соответствует обратимой дефор- мации ДГ, закрепленной на поверхности пленки. Экстраполяция этого участка в область X 0 дает значение объемной коэрцитивной силы Hcw .

Таким образом, при должном выборе скорости изменения поля смещения доменные стенки в пленках феррит-граната должны последовательно проходить оба режима движения: обратимый и необратимый. При достижении полем смещения величины объемной коэрцитивности Hcv ДГ только деформируется в объеме пленки, а при достижении полем смщения значений НС5 ДГ начинает дви- гаться как целое.

Обратимся к форме магнитооптического сигнала, отражающего реальный характер смещения ДГ во времени под действием пилообразного импульса однородного магнитного поля смещения Из фиг. 3 видно, при достижении полем смещения значения объемной коэрцитивности Hcv появляется магнито

МИМ-7 (фиг. 4) содержит ртутную лам0

5 п

0

5

пу 1, тепловой фильтр 2 (кювету с глицерином), устраняющий нагрев образца, конденсатор 3, зеркало 4, введенное для изменения направления лучей света от ртутной лампы в оптическую схему микроскопа, поляризатор 5, фокусирующую линзу 6, исследуемый образец 7, объектив 8, анализатор 9 и фотоэлектронный умножитель 10 (типа ФЭУ- 118), который запитан от стабилизированного источника 11 напряжений (типа БЛ БНВ 3-09). Электрический сигнал с нагрузки ФЭУ (R 50 Ом) подается на вход стробоскопического осциллографа 12 (типа С7-12), аналоговый сигнал с которого после отработки в блоке 13 подавления дрейфа и шума подается на координату Y двухкоординатного самописца 14 (типа ЛКД-04). Установка содержит также стабилизатор 15 тока (типа ТЭС-13), измеритель 16 тока (типа В7-21), блок 17 питания (типа П-133).

Импульсное магнитное поле, направленное вдоль оси легкого намагничивания образца и вызывающее движение доменных границ, создается десятивитко- вой катушкой при протекании по ней пилообразных импульсов тока, формируемых генератором 18. Время нарастания (порядка 0,5-2 мкс) выбирают экспериментально, а амплитуду импульсов - заведомо больше типичных значений поля коэрцитивности в пленках. Импульсы синхронизации генератора 18 с частотой следования F используются для запуска блока 13 подавления дрейфа и шума. Контроль амплитуды импульсов тока в катушке возбуждения осуществляют осциллографом 19 (типа С1-76).

Калибровку импульсного магнитного поля осуществляют с помощью магнитного поля смещения, создаваемого двумя концентрическими катушками Гельмгольца 20 с константой напряженности 460 Э/А.

В экспериментах на самописце записывали магнитооптический сигнал (аналогичный изображенному на фиг.З),, 5 который отображал реальный характер движения ДГ под действием пилообразного импульса поля смещения, изменяющегося со скоростью Н 4-10 Э/с. Поле коэрцитивности определяли по фор15398396

Формула изо

бретения

10

мулам Нсу - Ht, и Hcs - Ht4, где t, и tj, соответствуют изломам на временной зависимости фотоотклика A(t) на фиг. 3.

I

Образцами служили монокристаллические пленки феррит-гранатов следующих составов: (Y,Bi)3 (Fe, ,2; (Bi,Tm;3 (Fe, Ga)50.,; (Y,Yb,Cd,Bi (Fe,AlJjO,z.3

Экспериментальная проверка показала, что погрешность не превышает Ј2%,

Способ определения коэрцитивной . силы монокристаллических пленок феррит-гранатов, основанный на воздействии на монокристаллическую пленку феррит-граната переменным магнитным полем с последующей регистрацией магнитооптического сигнала, пропорционального смещению доменных границ, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности способа, воздействие на монокристал15 лическую пленку феррит-граната переменным магнитным полем осуществляют периодической последовательностью пилообразных импульсов однородного магнитного поля смещения амплитудой, пре20 вышающей поле коэрцитивности пленки феррит-граната, и длительностью порядка 0,5-2,0 мкс и по харатеру зависимости магнитооптического сигнала от

скорости нарастания пилообразного им- поскольку основной вклад в ошибку вно-25 пульсного магнитного поля смещения сит погрешность измерения времени t; , судят о величине коэрцитивной силы мо- при котором наступает излом передне- некристаллической пленки феррит-грана- го фронта магнитооптического сигнала. та.

If

I

Ю

.«

15398396

Формула изо

бретения

0

Способ определения коэрцитивной . силы монокристаллических пленок феррит-гранатов, основанный на воздействии на монокристаллическую пленку феррит-граната переменным магнитным полем с последующей регистрацией магнитооптического сигнала, пропорционального смещению доменных границ, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности способа, воздействие на монокристал5 лическую пленку феррит-граната переменным магнитным полем осуществляют периодической последовательностью пилообразных импульсов однородного магнитного поля смещения амплитудой, превышающей поле коэрцитивности пленки феррит-граната, и длительностью порядка 0,5-2,0 мкс и по харатеру зависимости магнитооптического сигнала от

л

Не

2 3 Н, з Фиг.1

I

j

Л

e

AL

2 J

Лл.2

4 s