СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОЛЯ ОДНООСНОЙ АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКИ Советский патент 1968 года по МПК G01R33/12 

Способ измерения величины .поля одноосной анизотропии ферромагнитной пленки известен. Однако в нем точность измерения существенно зависит от выбора оператором первого отсчета, а также тем, что наклон линейной зависимости, а следовательно и результат измерений зависит от амплитуды поля вдоль оси легкого намагничения.

Шредла.гаемый способ -отличается от известного тем, что пленочный элемент намагничивают до насыщения импульсом магнитного ПОЛЯ вдоль оси легкого намагничения, затем возбуждают импульсным магнитным лолем, направленным вдоль оси тяжелого намагничения встречно регулируемому лолю смещения и при максимальном изменении матнитного лотока измеряют поле смещения, равное полю анизотропии пленки.

Указанные отличия позволяют повысить точность измерений и упростить измерительную аппаратуру.

Сущность олисываемого способа поясняется графиками, лриведенными на фиг. 1-4.

;На фиг. 1 показана программа имлульсов при измерении поля анизотропии Як пленочного элемента; на фиг. 2 - взаимное расположение пленочного элемента, возбул дающих магнитных полей и съемного витка при измерении на фиг. 3-теоретические зависимости (на основ-е модели вращения намагниченности) относительной величины изменения

магнитного потока ДФ через виток съема от величины лоля с.мещения Я, лри воздействии магнитным лолем Яд, равным 1/0,2 Н и 2/0,8 Як; на фиг. 4 - экспериментальные зависимости интегрированного сигнала с витка съема С. АФ от-величины лоля смещения Я лри воздействии магнитным полем Я, равным 1/0,2 Як и 2/0,8 Як.

-При измерении поля анизотропии Я с помощью постоянного поля смещения Я вдоль оси тяжелого намагничения (ОТН) применены импульсные магнитные поля: Яуст -Для намагничивания пленочного элемента до насыщения вдоль оси легкого намагничения (ОЛН) и HO- для индикации равенства поля смещения Я полю анизотро-пии Я (см. фиг. 1).

iBeKTop, намагниченности М пленочного элемента, предварительно установленный вдоль ОЛН импульсом Яу„ Ну , под действием поля смещ-ения Я поворачивается от ОЛН

на угол а, определяемый -отношением -

к

(см. фиг. 2). Пмлульс поля Н„, направленный вдоль ОТН встречно -полю смещения Я,, уменьшает суммарное поле вдоль ОТН (Я.,- //о) и вызывает поворот вектора -намагниченности в противоположном направлении на угол |J.

вающего пленочный элемент выходного витка. Нормаль к плоскости выходного витка параллельна ОЛН, т. е. перпендикулярна направлению поля //о- Выходной сигнал напряжения интегрируется и наблюдается ло ооциллографу. Величина проинтегрированного выходного сигнала ДФ пропорциональна изменению магнитного потока пленочного элемента через виток считывания (вдоль ОЛН) при воздействии лоля HOПри фиксированной амллитуде /:/о знак и величина АФ зависят от величины поля смещения Я,. Рассчитанная в соответствии с теоретической моделью одноосной магнитной пленки зависимость ДФ (Я,) локазана на фиг. 3 для двух значений лоля J для Яо 0,2 Я« и 2 для Яо 0,8 Я.

Максимум ДФ наблюдается лри Л Н для всех значений Яо Я.

Исследования реальной магнитной пленки показали, что если пленка была предварительно насыщена вдоль ОЛН, |0днократное воздействие вдоль ОТН Н Я вызьиает практически обратимый поворот вектора намагниченности пленочного элемента, и поведение пленки соответствует однодоменной модели. При воздействии же происходит существенное изменение доменной структуры пленки, и вектор намагниченности пленочного элемента не возвращается в исходное состояние ;после прекращения действия //J. В соответствии с этим изменение магнитлого потока ДФ () возрастать с увеличением Я до //к, а при Я, Я скачком спадать до нуля, так как импульс Яо, уменьщающий поле вдоль ОТН уже не вызовет обратного поворота вектора намагниченности (показано пунктирной линией на фиг. 3).

Полученные экспериментально зависимости с ДФ (Я,) для одного из образцов магнитной лленки на цилиндрической подложке при двух значениях 7 равно м 0,5 э 0,2 Ну, и 2, равном 2 э 0,8 Я приведены на фиг. 4. Р1з-за того, что поле анизотропии неодинаково в различных микрообластях пленочного элемента (имеется разброс значений лоля анизотропии лленки), скачкообразного уменьшения ДФ до нуля не нроисходит, а лри //т, равном эффективному лолю анизотропии пленочного элемента Я, ДФ достигает своего максимума. Величина ДФ уменьшится до нуля только при увеличении Я т до значения, равного максимальному значению поля анизотролии пленочлого элемента. Может быть измерено поле Я.т Як.макс, соответствующее уменьшению ДФ до определенного уровня, например 0,1 ДФмаск Разность значений . макс - Як зависит от амплитудной дислерсии поля анизотропии пленки и может служить ее характеристикой. Результаты измерения Я и Як. макс лрактически не зависят от величины Яо при Яо С Сравнительные результаты измерений образцов пленок предложенным способом и наиболее распространенным способом - по летле гистерезиса вдоль ОТН, локазали следующее. Для пленок с большой дисперсией величины лоля анизотропии из-за влияния локальных областей с низким Як измеренное по предлагаемому способу значение Я образца лленки несколько меньше, чем значение Я, лолученное по петле гистерезиса. Для всех измеренных образцов результаты измерений Я этими способами отличаются не более чем на lOf/o.

Таким образом при измерении Я по описываемому способу производится следующая последовательность операций.

Пленочный элемент лодвергается воздействию магнитных полей в соответствии с лротрамимой, приведенной на фиг. 1. Имлульс //уст заведомо больше Я, импульс Яц заведомо меньше Як. Поле смещения Я увеличивается от нуля, и наблюдается по осциллографу лроинтегрированный выходной сигнал во время переднего фронта Я,). С увеличением Я, выходной сигнал меняет знак и увеличивается. Когда сигнал достигает максимума, измеряется величина поля смещения Я.,, которая и равняется Я пленочного элемента. Значение Н, лри котором сигнал снова уменьшится до онределенного уровня, равно Я, макс пленочного элемента.

Преимущества предлагаемого способа измерения Я,,

1.Поле анизотропии Я определяется ло величине лоля смещения Н, создаваемого постоянным током в обмотке-индукторе лоля вдоль ОТН, который измеряется стрелочным прибором-миллиамперметром. Для конкретной используемой обмотки-индуктора шкала прибора градуируется в эрстедах или амперах/метр, так что лри измерении Я его значение непосредственно отсчитывается ло шкале, и не требуется производить математической обработки результатов измерений, снятия осциллограмм или построения графиков. Это позволяет получить высокую лроизводительность при изменениях Я образцов магнитной пленки.

2.Олисываел1ЫЙ способ допускает упрощение аппаратуры для измерения Я. Большая величина выходного сигнала при действии имлульса Яд с малым фронтом (порядка 0,1 мксек),ч&ы при действии синусоидальных низкочастотных магнитных полей в установках для измерения Як неимпульсными способами, лозволяет упростить усилитель-интегратор выходных сигналов. Так как выходной виток и обмотка индуктор-поля Яо взаимно перпендикулярны, индуктивная связь между ними без магнитной пленки отсутствует и отпадает необходимость комленсации ломехи и упрощается настройка установки для измерения Я.

4. Предлагаемый способ .позволяет измерять поле анизотропии отдельных участков образца сплошной пленки при использовании локально действующего импульсного поля Я и оценивать неоднородность свойств пленки в различных точках образца.

П р е д .м е т изобретения

Способ измерения величины ноля одноосной анизотропии ферромагнитной нленки, основанный на смещении .постоянного магнитного поля регулируемой величины вдоль оси тяжелого намагничения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерительной аппаратуры, пленочный элемент намагничивают до насыщения имлульсом магнитного лоля вдоль оси легкого намагничения, затем возбуждают импульсным магнитным лолем, направленным вдоль оси тяжелого на-магничения встречно регулируемому полю смещения и при максимальном изменении ма.гнитного потока измеряют поле смещения, равное полю анизотролии лленки.

eoh.

ffTH.

Нуст

HT

Лф «.