Способ определения магнитостатических параметров эпитаксиальных феррогранатовых пленок ориентации (III) с фактором качества меньше единицы Советский патент 1992 года по МПК G01R33/04 

о

00

4

Изобретение относится к измерению . магнитных параметров материалов и предназначено для определения-магнитостатипческих параметров эпитаксиальных феррограматовы) пленок в процессе их изготовления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения параметров анизотропии. Для этого пленку при измерениях ориентируют перпендикулярно к направлению внешнего магнитного поля. После измерения ЭДС, ма- веденнЪй намагниченным до насыщения образцом, изменяют величину магнитного поля, уменьшая его до нуля. Определяют наведенную ЭДС и напряженность магнитного поля в каждой точке1 кривой намагниченности и по разнице намагниченности насыщения и поля одноосной анизотропии с полем кубической анизотропии пленки определяют искомые параметры с помощью расчетной формулы. При этом воздействуют на образец постоянным магнитным полем с напряженностью, большей напряженности поля насыщения, приводят пленку в колебательное движение в направлении, перпендикулярном направлению внешнего поля, измеряют наведенную ЭДС, пропорциональную магнитному моменту намагниченной до насыщения пленки и определяют намагниченность насыщения пленки. (Л С

Изобретение относится к области измерения магнитных параметров материалов и может быть использовано для определения магнитостатических параметров эпитаксиальных феррргранатовых пленок (ЭФГС) в процессе их изготовления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения параметров анизотропии.

Способ включает измерение магнитного момента намагниченного внешним полем до насыщения образца методом вибромагнитометра и определение намагниченности насыщения как магнитного момента единицы объема пленки, ориентацию плоскости пленки перпендикулярно к направлению внешнего магнитного поля, измерение зависимости магнитного момента образца от

напряженности магнитного поля в области полей до насыщения и определении из совокупности измеренных данных эффективных полей и константы одноосной и кубической анизотропии материала пленки.

Образец помещают на держатель образца таким образом, чтобы при измерениях плоскость пленки была перпендикулярна направлению магнитного поля и осям приемных катушек. Устанавливают напряженность магнитного поля больше поля насыщения образца и измеряют наведенную колеблюа1имся образцом ЭДС Es, пропорциональную магнитному моменту насыщения образца ms. Затем медленно изменяют напряженность магнитного поля в сторону уменьшения до нуля с шагом намного меньшим поля насыщения. На каждом шаге измеряют величину наведенной ЭДС Е и напряженность магнитного поля. При измерениях данные заносятся в память микроЭВМ.

Измеренная зависимость наведенной пленкой ЭДС, пропорциональной магнитному моменту пленки, от приложенного поля, в сущности, кривая намагничивания (КН). Для контролируемых пленок в направлении, перпендикулярном к плоскости пленки, т.е. в направлении измерений она является безгистерезисной в широком интервале полей и ее можно однозначно ана- литиче ски описать в интервале относительной намагниченности от 0,2 до 0,9 выражением, имеющим вид

Н (4 jrMs-Mn)j + HKfO).

(1)

где 4 ж Ms - намагниченность насыщения;

Н - напряженность приложенного магнитного поля;

Ни - эффективное поле одноосной анизотропии;

Нк - эффективное поле кубической анизотропии;

j - относительная намагниченность пленки в направлении приложенного поля (наведенная ЭДС, нормированная к диапазону 0.1);

f(j) - функция вида

(4j2-1). (2)

Из совокупности измеренных данных с помощью микроЭВМ производят вычисление магнитостатических параметров. По измерению магнитного момента пленки, намагниченной до насыщения (ms), и, зная ее объем, определяют ее намагниченность насыщения, затем в каждой точке измеренной КН определяют относительную намаг

(3)

ниченность пленки в направлении намагничивания:

i JHL - JL ms Es

Полученную перерасчетом из зависимости Е(Н) зависимость j(H) аппроксимируют выражением (1) методом наименьших квадратов и определяют параметры зависимости (1) - эффективную намагниченность

насыщения (4 я: Ms - Ни) и эффективное поле кубической анизотропии Нк. Аппроксимацию проводят в области относительной намагниченности 0,2-0,9, во избежание возможного влияния эффектов, не учитываемых выражением (3). Рассчитав ранее намагниченность насыщения и определив эффективную намагниченность насыщения легко определить эффективное поле одноосной анизотропии Ни

Ни 4 л Ms - (4 п Ms Ни).(4)

Далее рассчитывают значения констант одноосной Ки и кубической KI анизотропии по формулам:

25 Ки - 1 НИМВ;

Ki J HKMS.

(5) (6)

30

Формула изобретения

Способ определения магнитостатических параметров эпитаксиальныхферрогра- натовых пленок ориентации (111) с

фактором качества меньше единицы, заключающийся в воздействии на образец постоянного магнитного поля с напряженностью больше напряженности поля насыщения, приведения пленки в колебательное движение в направлении, перпендикулярном к направлению внешнего поля, измерении наведенной ЭДС, пропорциональной магнитному моменту намагниченной до насыщенияпленки, определении

намагниченности насыщения пленки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения параметров анизотропии, пленку при измерениях ориентируют перпеыдикулярно к направлению внешнего поля, после измерения ЭДС наведенной намагниченным до насыщения образцом, изменяют величину магнитного поля в сторону уменьшения до нуля, определяют в каждой

точке кривой намагниченности наведенную ЭДС и напряженность магнитного поля и по разнице намагниченности насыщения и поля одноосной анизотропии с полем кубиче

ской анизотропии пленки определяют иско-J - наведенная ЭДС, нормированная к

мые параметры из выражениядиапазону 0,1 (J -1, когда пленка намагничена до насыщения);

Н (4 л Ms - Hn)j + Н.Ни - поле одноосной анизотропии;

5

где 4 л: Ms-намагниченность насыщения;f -Г7 13-3 - Г7Г-Т Гг4

Нк - поле кубической анизотропии:41 М J Л