Способ измерения скоса легкой оси анизотропии магнитной пленки на цилиндрической подложке Советский патент 1978 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначается для контроля параметров магнитных пл нок на цилиндрической подложке, используемях для хранения двоичной информации и обладающих свойством не Разрушающего считывания информации. Известны способы измерения скоса легкой оси анизотропии магнитной пле ки на цилиндрической подложке, зак.то чающиеся в записи информации на изме ряемый участок пленки совместным дей ствием импульса внешнего магнитного поля и переменного электрического тока в подложке, .считывании информац путем воздействия на участок пленки импульсом внешнего магнитного поля и схема с подложки ЭДС перемагничивани пленки в качестве считанного выходного сигнала, сравнении величины выходного сигнала с нулевым значением и определении мгновенного значения переменного тока, при котором выходной сигнал обращается в нуль, переходя из положительного в отрицательн или наоборот l . Недостатками известных способов являются недостаточная точность результата измерения, обусловленная влиянием величины и распределения по длине пленки внешнего магнитного поля (аппаратурная погрешность), недостаточная корреляция между измеренным значением скоса и разницей в стабильности двух информационных состояний пленки, особенно в режиме неразрушающего считывания. Это затрудняет практическое использование результатов измерения скоса при контроле и настройке технологического режима (погрешность интерпретации результатов измерения). Цель предлагаемого изобретения - повьаиение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, основанном на записи информации на измеряемый участок пленки при совместном действии импульса внешнего магнитного поля и электрического тока в подложке, считывания информации при воздействии на измеряемый участок пленки импульса внешнего магнитного поля, съема с подложки ЭДС перемагничивания пленки и сравнении ее с фиксированным значением, между операциями записи и считывания измеряемый участок пленки подвергают многократным воздействиям чередующихся, не совпадгиощих во времени импульсов внешнего магнитного

поля и импульсов тока в подложке с полярностью, противоположной полярности при записи, при переходе от цикла к циклу монотонно изменяют величину импульсов тока в подложке в фиксированном диапазоне, после чего изменяют полярность импульсов внешнего магнитного поля, в качестве меры скос определяют разность значений амплитуд токовых импульсов в подложке, при которых выходЕ ые сигналы имеют одну и ту же величину до и после изменения полярности внешнего магнитного поля.

Кроме тогр, величину импульсов тока в подложке при операции записи поддерживают постоянной.

Предлагаемый способ измерения скоса легкой оси анизотропии Мс1гнитной пленки на цилиндрической подложке поясняется чертежами.

Па фиг. 1 даны геометрические соотношения между направлением внешнего магнитного поля, легкой осью магнитной пленки и намагниченностью; а и б - для двух полярностей внешнего магнитного поля; на фиг. 2 дана зависимость выходного сигнала от величи-,,г: ны импульса тока в подложке при двух полярностях внешнего магнитного поля На фиг. 1 и фиг. 2 - участок I магнитной пленки, участок 2 окружнос ти нормального сечения цилиндрическо поверхности, направления легкой оси 3, направление внешнего магнитного поля, направление намагниченности, графики 6 и 7 выходного сигнала при двух полярностях внешнего поля. На измеряемом участке магнитной пленки производится запись одного из значений двоичной информации (1 или 0) совместным воздействием импул са тока в подложке и импульса внешне магнитного поля, причем полярность импульса тока в подложке определяет значение записанной информации. В пр цессе записи намагниченность пленки переводится- в направление, близкое к направлению легкой оси магнитной пленки. При наличии скоса направлени . t iiJ-irXJi хЛХ.- -ЬАCl fi легкой оси представляет собой спирал Шаг спирали тем больше, чем больше скос. Пусть ось цилиндрической повер ности магнитной пленки расположена горизонтально и значение записанной информации таково, что на ближней к наблюдателю поверхности магнитной пленки, небольшой участок которой обозначен цифрой 1 (фиг. 1), вертикальная составляющая 5 намагниченности направлена вверх. Обозначим угол, который составляет легкая ось 3 с окружностью 2 нормального сечения цилиндрической поверхности, через р (положительные углы будем отсчитывать против часовой стрелки). Вследствие неидеальности свойств магнитной пленки намагниченность не достигает направления легкой оси и образует с ней угол, -JT, если направление 4 внешнего магнитного поля - вправо и угол +3 при обратном направлении магнитного поля. Следовательно, угол между окружностью нормального сечения и установившимся направлением намагниченности будет равен

i - или соответственно для двух рассмотренных выше случаев (для наглядности на фиг. 1 углы увеличены во много раз, в реальных случаях они не превосходят 3%).

Последующее многократное воздействие чередующихся импульсов внеш-. него магнитного поля и-тока в подложке имеет тенденцию разрушить информационное состояние, в котором находится

-магнитная пленка после записи информа.ции, т.е. изменить намагниченность на противоположную. Поскольку измерению подвергается магнитная пленка с неразрушающим считыванием информации, то

намагниченность пленки, отклонившисб во время, подачи импульса внешнего магнитного поля по направлению к действующему магнитному полю, возвращается в исходное состояние по окончании импульса. Магнитное поле, создаваемое импульсами тока з подложке, направлено строго по окружности нормального сечения и составляет с намагниченностью угол, отличающийся от 180° на величину , которая принимает значения oL Ъ - при направлении внешнего поля вправо (положительная полярность) и ct2 I Т при дру- , гой полярности (отрицательной). Наибольшая устойчивость намагниченности в информационном состоянии магнитной пленки при cL-O ti ухудшается по мере увеличения угла оС по абсолютной величине. Степень разрушения информационного состояния определяется по снижению величины выходного сигнала при считывании. Она зависит от количества тактов разрушающего воздействия, величины импульса внешнего магнитного поля и величины импульса тока в подложке. Приемлемое количество тактов разру ft шающего воздействия лежит в диапазоне Ю 10 Нижняя граница определяется переходными процессами при разрушающем воздействии, при количестве тактов 10-10 начинается переход в насыщение. Верхняя граница 10 определяется допустимой длительностью цикла. Наиболее оптимальная величина количества тактов лежит в диапазоне 10 - -lOf Зависимость степени разрушения от величины импульса внешнего магнитного поля .имеет монотонный характер. Зависимости выходного сигнала U от величины импульсного тока в подложке IP представлены на фиг. 2. Графики 6 и 7 соответствуют OTpiiuaтельной и положительной полярности внешнего магнитного поля на этапе разрушающего воздействия . при знаке скоса в соответствии с фиг. 1. При изменении знака скоса легкой оси взаимное расположение графиков 6 и 7 меняется, что позволяет определить как величину, так и знак скоса легкой оси анизотропии. Обозначим через I р значение тока IP , при достижении которого величина выходного сигнала I/ спадает до значения С. Учитывая, что функцияIp fW является четной, ее график не имеет изломов и, что угол оС по абсолютной величине невелик (порядка 3.) , выражение разности значений Ipc, для положительного и отрицательного внешнего магнитного поля имеет вид А1р.-К(.)-4Кур, откудаследует, что разность А1рспро порциональна величине скоса р . Коэф фициент пропорциональности m 4Kj зависит от инерционности намагниченности, т.е. он равен нулю для идеальной магнитной пленки и растет по мере увеличения неоднородности , структуры магнитной пленки, которая наиболее ярко проявляется в цилиндри ческих магнитных пленках с неразруша щим считыванием информации. Коэффициент «1 может быть определен экспериментально для магнитных плено полученных в заданном технологическо режиме. Однако, на практике в этом чаще всего нет необходимости, так ка основная цель измерения скоса легкой оси анизотропии при настройке и конт роле технологического режима - обеспечить скосУдостаточно близкий к нул причем понятие достаточно близкий определяется с точки зрения обеспече ния наибольшего рабочего диапазона тока управления. В этом смысле параметрА1рс является наиболее .подходя щей мерой скоса легкой оси анизотроп для цилиндрических магнитных пленок с неразрушающим считыванием информещ и наиболееприемлемым с точки зрения настройки технологического режима дл получения цилиндрических магнитных пленок с нулевым скосом. По мере приближения к нулевому скосу меньшее из двух значений I р возрастает и при нулевом скосе оба значения сливаются, тем самым обеспечивается наибольшая область работоспособности магнитной пленки с дан ными свойствами. Диапазон возможных значений 1рс за висит от свойств магнитных ,пленок, технологическими методами он может смещаться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. По литературным данным диапазон возможных значений 1рс не выходит за пределы от 30 до 150 мм. Повышение точности результатов измерения данным способом достигаетс благодаря тому, что измерение ско 6 6 а производится в условиях аналоичных условиям работы магнитной ленки в запоминающем устройстве, а акже, как показали эксперименты, смеение точки I рс при изменении полярости внешнего поля (фиг. 2) ли- i ейно зависит от величины скоса. Дальнейшее повышение достоверности езультатов измерения достигается ем, что величину импульсов тока подложке при операции записи подерживают постоянной во всех циклах, зменяя величину токовых импульсов в подложке только при разрушающем оздействии, благодаря чему запись информация во всех циклах производится в одинаковых условиях. Кроме того, информацию считывают импульсами внешнего магнитного поля одной и той же полярности, а изменяют полярность внешнего поля только при операции записи и разрушающем воздействии, благодаря чему остается неизменной помеха от внешнего магнитного поля. Модификации предлагаемого способа являются независимыми и могут применяться порознь или совместно. Таким образом, положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении достоверности результатов измерения и, кроме того, результат, полученный в форме А1рс удобен для практического применения при настройке и контроле технологического, режима, так как целью этих операций является установление и поддержание скоса вблизи нулевого уровня, исходя из требования обеспечить максимальный диапазон работоспособности по току IP . Неизменность тока в подложке при операции i записи обеспечивает идентичные условия для . „ информации. Наконец, считывание информации импульсами одной полярности позволяет с большей точностью фиксировать выходной сигнал по заданному уровню С, так как совпадающие помехи по считыванию в этом случае будут одной и той же величины и по- . лярности и не внесут погрешности в саму величину С. Формула изобретения 1. Способ измерения скоса легкой оси анизотропии магнитной пленки на цилиндрической подложке, основанный на записи информации на измеряемый .участок пленки при совместном деист- , ВИИ импульса внешнего магнитного поля и электрического тока в подложке, считывания информации при воздействии на измеряемый участок пленки импульса внешнего магнитного поля, съема с подложки ЭДС перемагничивания плент ки и сравнении ее с фиксированным значением, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности измерения, между операциями записи и считывания измеряемый участок пленки подвергается многократным воздействиям чередующихся, не совпадающих во времени импульсов внешнего магнитного поля и импульсов тока JB подложке с полярностью, противоположной полярности при записи, при переходе от цикла к циклу монотонно изменяют величину импульсов тока в подложке в фиксированном диапазоне, после чего изменяют полярность импульсов внешнего магнитного поля, в качестве меры скоса определяют разност значений амплитуд токовых импульсов в подложке, при которых выходные сигналы имеют одну и ту же величину .до и после изменения полярности внешнего магнитного поля.

2. Способ поп,1, отличающийся тем, что величину импульсов тока в подложке при операции записи поддерживают постоянной,

.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

I.Trans on Commun and EEecir. 1964, p. 317.

5 г 1 I / I

7