Устройство для измерения напряженности поля анизотропии тонких магнитных пленок Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

1

л Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике, радиоэлектронике, вычислительной технике при исследова-с НИИ тонких ферромагнитных пленок .

Известны устройства для измерения параметров тонких магнитных пленок индукционным методом, содержащие высокочастотный генератор, датчик потока ,f. переключения пленки и регистрмрукадий прибор 1.

. , Однако они не обеспечивают возможность измерения величины напряжённости поля анизотропии тонких йа: ййтйЕй:

пленок в локальной области. 5

Известно устройство для измерейия параметров тонких магнитных пленок5 содержащее блок перемагничива-20 ния магнитной пленки, выполненный в виде двух взаимно перпендикулярных проводников, каждый из которых через согласующее, устройство подключен к выходу соответствуклцего генератора /5 Toka высокой частоты.

Причем один из проводников блока перемагничивания является датчиком потока переключения пленки и к нему последовательно подключены полосовойзо

фильтр, усилитель суммарной частоты и регистрирукядий прибор 2 .

Для определения величины напряженности поля анизотропии тонких магнитных пленок с помоцью указанного устройства пленку перемагничивают полем высокочастотного тока и измеряют величину внешйёгб каз1Иброванного статистического поля, необходимого для поворота вектора намагниченности пленки на 90, что приводит к усложнению процесса измерения и снижению точности из-за необходимости вести измере :йия гЕб фазе выходного сигнала.

Точность измерения снижается так-. же из-за того, что при повороте вектора йг.ма:гниченности .плёнКИ на 90° нарушается магнитная структура пленки. Кроме того, в этом устройстве необходимо использование двух высокочастотных генераторов с различной частотой возбуждения и возникает трудность согласования выходного сопротивления высокочастотного генератора с низким сопротивлением проводника блока возбуждения.

1 Цель изобрез:;ения - повышение точ нрсти. Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что ррйство для измерения напряженности по л я анй 3 бтроп ИИ то н к их ма JT-HH f нызГ Ъл е иск, содержащее блок перемагничивани пленки с датчиком потока; пёрек лйчёния пленки, подключенные к его выходу последовательно соединенные избирательный усилитель и детектор, а та же регистрирующий прибор/ снабжено внешним перемагничивающим блоком, 1подключ9нными к нему последовательно соединенными генератором прямоугольных импульсов, интегрирующим блоком и вычислительным блоком, а также пОследорательно соединенными бл(3ком переключения и запоминающим элементом, причем выход детектора связан со ixct дом блока переключения, второй вход которого подключен ко входу интегрируюгцего блока, а выход запоминающего элемента - ко второму входу вычислительного блока., . На чертеже изображена функциональная схема устройства. Уст ройство содержит блок 1 перемагничивания плёнки, выполненный в виде проводника 2, подключенного к выходу генератора 3 тока звуковой час тоты, датчика 4 потока переключения пленки, к выходу которого последовательно подключены избирательный усилитель 5, детектор б, блок 7 переклю.чения, запоминающий элемент 8, вычис лительный блок 9 и регистрирующий при бор liD Внешнее перемагничивающее устройсч в6 11, например катушки Гельмгольца, подключено к выходу генератора 12 пря моугольных импульсов, связанного также со вторым входом блока 7 переключе ния и через интегрирующий блок 13 с вычислительным блоком 9. Работает устройство следующим образом. . Тонкую ферромагнитную пленку 14 пе ремагничивают полем проводника 2 с то пком от звукового генератора 3. Вёличи ну тЬка звукового генератора выбираиот такой, чтобы магнитное иоле, создавае мое этим током, было достаточно для .поворота вектора намагниченности на угол до 30°. Сигнал потока переключения с выхсда датчика 4 поступает в избирательный усилитель 5 и детектор б, с выхода которого снимается fiOcтоянное напряжение, пропорциональное амгтлйтуде второй гармоййкй сигнала ; потока переключения пленки Общее перемагничивание пленки, осуществляется посредством внешнего перемагничивающего устройства 11 - колец Гельмгольца, коТбрввЭапйТыва ютея токовым сигналом прямоугольной фррмы от генератора 12 прямоугольных ймпульсов. Блок 7 переключения, управ ляемый импульсами генератора 12, направляет сигнал с выхода детектора 6 на соответствующую ячейку запоминающего элемента 8. Причем одна из ячеек запоминающего элемента 8 запоминает сигнал,, соответствующий величине 2-й гармоники потока переключения тонкой магнитной пленки при рТсутстsviH внешнего перемагничивающего поля, а другая 5 чейка - при наличии внешнего перемагнйчивакщего по.ля. Указанные сигналы с выхода запоминающего элемента 8 подают на вход вычислительного блока 9, куда также поступает с выхода генератора 12 прямруго.)ьных импульсов через интегрирующий блок 13 сигнал, пропорциональный величине внешнего магнитного поля. Величина напряженности поля анизотропии тонкой магнитной пленки определяется в вычислительном устройстве по формуле: ьн Ц - величина напряженности поля анизотропии тонкой магнитной пленки; Н.- - величина внешнего перема Ьнгничквающего поля; постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде второй гармоники сигнала потока переключения пленки при отсутствии внешнего перемагничивающего поля постоянное напряжение, про- порциональное амплитуде второй гармоники сигнала потока переключения пленки при наличии внешнего перемагнйчивакщего поля. Регистрирующий прибор служит для отображения полученного результата. Таким образом, наличие в устройстве внешнего перемагничивающего устройства, подключенного к генератору прямоугольных импульсов, второй вйход которого связан с блоком переключения и через интегрирующий блок с вычислительньди блоком, а также подключение к выходу детектора последовательно соединенных блоков переключения, запомйнаюдего элемента, вычислительного блока и регистрирующего прибора дает .возможность автоматичес- . ки измерить величину напряженности поля анизотропии тонких магнитных пленок. При этом упрощается процесс измерения и повышается его точность, так как измерение производится на низких частотах, ЧТОупрощает согласование вйХодного сопротивления генератора с српротивлением проводника блока возбуждения. Кроме того, в процессе измерейия не происходит разрушения магнитной структуры пленки, так как вектор намагниченности не поворачивается на угол брльше 30°. Формула изобретения Устройство для измерения напряжености поля анизотропии тонких магнитных.пленок, содержащее блок перемагничивания пленки с датчиком потока переключения пленки, подключенные к его . выходу последовательно соединенные избирательный усилитель и детектор, а также регистрирующий прибор, отл и ч а ю щ е ё с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено внешним перемагничиваюцим блоком, подключенными к нему последовательно соединенными генератором прямоугольных импульсов, интегрирующим блоком и вычислительным блоком, а также последовательно соединенными блоком переключения и запоминающим элементом, причем выход детектора связан со входом блока переключения, второй вход которого подключен ко входу интегрирующего блока, а выход ,запОминакщего элемента - ко второму входу вычислительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство CCCI 304529, кл. О 01 R 33/12, 1970.

2.Патент США 3254298, кл. 324-34,197,

i