Способ Рандошкина В.В. измерения скорости доменных стенок в магнитоодноосной доменосодержащей пленке Советский патент 1993 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к области вычислительной техники и оптоэлектроники и может быть использовано при измерении динамических параметров магнитоодноосных пленок, применяемых в запоминающих устройствах на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД); магнитооптических управляемых транспарантах, модуляторах, переключателях, дефлекторах и т.п.

Известен способ измерения доменных стенок (ДС) в магнитоодноосной доменосо- держащей пленке, при осуществлении которого на пленку воздействуют вдоль оси легкого намагничивания (ОЛН) магнитным

полем смещения НСм и импульсным магнитным полем Ни, а также линейно поляризованным светом и регистрируют местоположение ДС.

Недостатком этого способа является невысокая точность измерений, обусловленная нелинейностью зависимости скорости ДС от амплитуды импульсного поля V (Ни), неопределенностью диаметра динамического коллапса ЦМД и невысоким отношением стабильного диаметра ЦМД, являющегося измеряемой величиной, к пространственному разрешению при визуальной регистрации ЦМД.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является известный способ измерения скорости ДС в магнито- одноосной доменосодержащей пленке, при осуществлении которого на пленку воздействуют вдоль ОЛН противоположно направленными магнитным полем смещения Нем и импульсным магнитным полем Ни, а также линейно поляризованным светом, и регистрируют местоположение ДС в пленке.

Недостатком этого способа является недостаточно высокая точность измерений, обусловленная невоспроизводимостыо процесса расширения ЦМД из-за неконтролируемой генерации вертикальных блохов- ских линий (ВБЛ) и возникновения динамических искажений формы ЦМД, изменением действующего на ДС поля в процессе расширения ЦМД всл едствие зависимости размагничивающих полей от диаметра ЦМД, отсутствием точной фиксации местоположения домена, а также сложность способа вследствие неповторяемости процесса расширения ЦМД.

Целью изобретения является повышение точности измерений и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения скорости ДС в магнитоодноосной доменосодержащей пленке, включающем воздействие на пленку вдоль ОЛН противоположно направленными магнитным полем смещения НСм и импульсным магнитным полем Ни, а также линейно поляризованным светом, и регистрацию местоположения ДС в пленке, предварительно в доменосодержащей пленке формируют точечную или линейную локальную неоднородность с локально пониженным полем зародышеобразования, воздействие на пленку полем смещения осуществляют с напряженностью , где Ннас - после насыщения доменосодержащей пленки, воздействие на пленку импульсным магнитным полем осуществляют с амплитудой Ни Н3+Мсм, где Н3 - пороговое поле зародышеобразования на локальной неоднородности, и длительностью ги . обеспечивающей перемещение ДС. на расстояние , где d - диаметр стабильного

. цилиндрического магнитного домена в пленке, и дополнительно регистрируют временную зависимость величины перемещения ДС домена с обратной намагниченностью (ДОН), зарождающегося

0 на локальной неоднородности, по наклону линейного участка которой судят о скорости доменной стенки.

В частности, на пленку воздействуют пучком линейно поляризованного света,

5 при фокусироваиии которого формируют на поверхности пленки ряд световых пятен, расположенных на прямой, параллельной направлению перемещения ДС, а регистрацию местоположения ДС осуществляют пу0 тем направления прошедшего через пленку света через анализатор на фотодетектор и регистрации фотоотклика.

В частности, воздействие на пленку импульсным магнитным полем осуществляют

5 периодически, воздействие на пленку линейно поляризованным светом осуществляют во время действия импульса магнитного поля импульсами света с переменной задержкой относительно начала импульсов маг0 нитного поля и длительностью тс « ти,

Воздействие на пленку линейно поляризованным светом может осуществляться во время действия импульса магнитного поля пачкой из по крайней мере двух импуль5 сов света длительностью тс« ги.

При этом воздействие на пленку импульсами света осуществляют с такой задержкой Гзад относительно начала действия импульса магнитного поля, что за

0 время Г3ад ДС перемещается на расстояние, большее характерного размера локальной неоднородности в пленке в направлении перемещения ДС.

Локальную неоднородность в домено5 содержащей пленке формируют локальным уменьшением толщины пленки, с помощью локальной ионной имплантации, путем воздействия на пленку сфокусированным импульсным лазерным излучением с дпиной

0 волны в области поглощения доменосодержащей пленки, путем пропускания импульса тока через токспроводящий резистивный элемент, находящийся в контакте с доменосодержащей пленкой, или путем импульсного акустического воздействия на пленку.

Сущность изобретения заключается в следующем. Экспериментально установлено, что при импульсном перемагничивании магнитоодноосных пленок, в частности, мо5

некристаллических пленок феррит-гранатов (МПФГ), из насыщенного состояния зарождение ДОН прежде всего происходит на локальных неоднородностях с пониженным полем зародышеобразования, причем при повторном воздействии импульса магнитного поля процесс зарождения повторяется. При этом каждая локальная неоднородность характеризуется своим пороговым значением действующего поля Н Ни-Нсм. при превышении которого на этой неоднородности зарождается ДОН.

Уровень снижения поля зародышеобразования можно регулировать, изменяя профиль области с пониженной толщиной, дозу ионной имплантации, мощность поглощаемого лазерного излучения, током, протекающим через резистивный элемент, или амплитудой импульса акустического воздействия. Кроме вышеуказанных можно использовать и иные воздействия на доменосодержащую пленку, от которых изменяется ее энергия.

Важно то, что при использовании данного способа в ДС не формируются ВБЛ, о чем свидетельствует образование 360°-ной ДС при импульсном перемагничивании МПФГ, поэтому от импульса к импульсу повторяется не только процесс зарождения ДОН, но и процесс движения ДС ДОН. При этом ДС. ДОН перемещается на расстояния, на 1-2 порядка величины превышающие равновесный диаметр ЦМД, что приводит к снижению погрешности при измерении величины перемещения ДС. Кроме того, вследствие .больших размеров ДОН поля размагничивания мало меняются при перемещении ДС, что снижает погрешность, возникающую вследствие нелинейной зависимости V(H),

Пример. Скорость движения ДС измеряли в МПФГ составов (ВГ,В)з(Ре,Са)5012 с повышенным гиромагнитным отношением, где , Ег, или Еи. Измерения проводили на известной установке, при этом использовали стробоскопический режим работы установки. В этом случае при периодическом следовании синхронизованных импульсов магнитного поля и подсветки наблюдается замороженное изображение ДОН, соответствующее заданному моменту наблюдения. В исходном состоянии МПФГ находилась в монодоменном (насыщенном) состоянии, что достигалось приложением однородного поля смещения, перпендикулярного плоскости пленки. В противоположном направлении прикладывали импульсное магнитное поле, под действием которого происходило зарождение ДОН и движение его ДС. Центрами зарод; чиеобразования являлись области с пониженной толщиной пленки. В случае точечной неоднородности ДОН имел цилиндрическую форму, а в случае линейной нео- 5 днородности - форму полосового домена с плоской ДС. Усреднение проводили за время 100-1000 не, за которое ДС перемещалась на расстояние 100 мкм. Анализ систематической погрешности измерения

0 показал, что она в основном определяется конечным временем экспозиции ( 5 не) и не превышает 1-3%, причем она может быть уменьшена при использовании способа по п. 2 формулы изобретения. Обработка вре5 менной зависимости перемещения ДС по методу наименьших квадратбв показала, что относительная случайная погрешность при определении V не превышает 1 %. Минимальное поле зародышеобразования на

0 локальной неоднородности составляло 20 Э. При указанном перемещении ДС изменение поля размагничивания не превышало одного процента.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

5 1. Способ измерения скорости доменных стенок в магнитоодноосной доменосо- держащей пленке путем воздействия на пленку вдоль оси легкого намагничивания противоположно направленными магнит0 ным полем смещения Нем и импульсным магнитным полем Ни, а также линейно поляризованным светом и регистрации местоположения доменной стенки в пленке, о тли чающий ся тем, что, с целью

5 повышения точности измерений и упрощения, предварительно в доменосодержащей пленке формируют точечную или линейную локальную неоднородность с локально пониженным полем зародышеобразования,

0 воздействие на пленку полем смещения осуществляют с напряженностью . где Ннас - поле насыщения доменосодержащей пленки, воздействие на пленку импульсным магнитным полем осуществляют с амплиту5 дои Нц Н3+НСм, где Нэ - пороговое поле зародышеобразования на локальной неоднородности, и длительностью ги, обеспечивающей перемещение доменной стенки нарасстояние , где диаметр стабиль0 ного цилиндрического магнитного домена в пленке, и дополнительно регистрируют временную зависимость величины перемещения доменной стенки домена с обратной намагниченностью, зарождающегося на ло5 кальной неоднородности, понаклону линейного участка которой судят о скорости доменной стенки.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что на пленку воздействуют пучком линейно поляризованного света, при фокуси- ровании которого формируют на поверхности пленки ряд световых пятен, расположенных на прямой, параллельной направлению перемещения доменной стенки, а регистрацию местоположения доменной стенки осуществляют путем направления прошедшего через пленку света через анализатор на фотодетектор и регистрации момента фотоотклика.

3-.Способ по п.1. о т л и ч а ю щ и,и с я тем, что воздействие на пленку импульсным магнитным полем осуществляют периодически, воздействие на плёнку линейно поляризованным светом осуществляют во время действия импульса магнитного поля импульсами света с переменной задержкой

относительно начала импульсов магнитного поля и длительностью гс « Гц.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие на пленку линейно по- ляризованным светом осуществляют во время действия импульса магнитного поля пачкой из по крайней мере двух импульсов света длительностью тс« Ги.

5. Способ по пп. Зи4, отличающи-.

и с я тем, что воздействие на пленку импульсами света осуществляют с такой задержкой Гзад относительно начала действия импульса магнитного поля, что за время Гзад доменная стенка перемещается на

расстояние, большее характерного размера локальной неоднородности в пленке в направлении перемещения доменной стенки.

Изобретение относится к вычислительной технике и оптоэлектронике и может быть использовано при измерении динамических параметров магнитоодноосных пленок, применяемых в запоминающих устройствах на цилиндрических магнитных доменах, магнитооптических управляемых транспарантах, модуляторах, переключателях, дефлекторах и т.п. Цель изобретения повышение точности измерений и упрощение способа. При осуществлении способа измерения скорости доменных стенок в до- меносодержащей пленке формируют точечную или линейную неоднородность с локально пониженным полем зародышеоб- разования. Этого достигают путем локального уменьшения толщины пленки, локальной ионной имплантации путем воздействия на пленку сфокусированным импульсным лазерным излучением с длиной волны в области поглощения пленки, путем пропускания импульса тока через токопро- водящий резистивный элемент, находящийся в контакте с пленкой, или путем импульсного акустического воздействия на пленку. Доменосодержащую пленку намагничивают до насыщения полем смещения,-а в противоположном направлении прикладывают импульсное магнитное поле, пере- магничивающее пленку. Регистрируют временную зависимость перемещения доменной стенки домена с обратной намагни ценностью, зарождающегося на локальной неоднородности И по наклону линейного участка этой зависимости судят о скорости доменной стенки. 4 з.п. ф-лы. С5 fe VJ 00 00 ел ю CJ