Способ измерения коэрцитивности тон-КиХ МАгНиТНыХ плЕНОК и уСТРОйСТВО дляЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G11C11/14 

Изобретение относится к области вьь числительной техники и может быть нопользовано при построении запомЕшаюших устройств на тонких магнитных пленках (ТМП). Известен способ измерения коэрцитивности ТМП, основанный на образовании в ТМП границы, разделяющей области с антипараллельной намагниченностью. При движении относительно ТМП этЫ1 грани- цы в результате взаимодействия ее с дефектами появляются искажения формы границы, величина которых пропораи Я1аль на дефектам i. Однако этим способом определяют коэрцитивность дефектов и характервотвче- скую длину только тех матервалсю, в которых возможно образование плосксА гра ницы при градиенте поля, не превЕлиающем 1О э/сМг что оттэаничивает область :применения этого способа. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ измерения коэрцитивностн ТМП, j основанный на перемещении ТМП относи- тельно неподвижных датчика положения Домена и.токопровохшшей петли fsfj. Недостатком способа является необходимость визуального наблюдения границы раздела или деформации контрольнея-о домена и непосредственного измерения геометрических размеров .изменений формы под влиянием дефектов, а также необходимость последующего расчета коэрцвтивности каждот-о дефекта, что прввйдит, при большом их количестве, к достаточно трудоемким вычислениям. Кроме того, данный способ не обеспечивает непосредственного измерения коэрцитввноств материалов и дефектов. Цель изобретения - повышение точности измерения коэрцитивности ТМП. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения коэрцитивноств ТМП возвращают домен в исходное положение изменением величины тока в токопроводящей петле и поддерживают магнитное поле смещения, которое соответствует

неизменным днамегру домена н его полонсенню под гокоароводящей петлей.

Известно, что положение ЦМД в ТМП может измениться в результате воздействия на него сйпы, обусловленной градиентом внешнего магнитного поля. Точно гак же ЦМД смещается под действием градиентов толщины ТМП, намагнвченноств насыщения, плотности энергии доменной границы, температуры. Если градиент одного из упомянутых параметров направлен в одну точку, то домен сместится в. эту точку устойчивого положения, которая жааывается для него ловушкой. Изменяя градиент параметра, например, внешнего магнитного поля или температуры, можно управлять глубиной ловушки.

Движению ЦМД препятствует коэрцитивность ТМП, для уравновешивания которой необходим: пропорциональный ей градиент параметра. Следовательно, при Перемещении ТМП относительно ловушки под действием коэрцитивности материала ЦМД вместе с ТМП сместится, пытаясь «окинуть ловушку. ЕСЛИ после этого вернуть домен на прежнее место изменением градиента, то величина последнего непосредственно определяет коэрцитивность. Таким образом, кривая градиента пара-, метра, удерживающего ЦМД в ловушке при перемещении ТМП, записанная в функции пути перемещения, однозначно характеризует коэрцнтивность материала по этой координате.

Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего датчик положения домена, токопроводящую петлю, подключенную к одному выкоду источника тока, и блок формирования магнитного поля смещения, причем вькод датчика положения домена подключен к управляющему входу источника то ка.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, позволяющего осуществить предложенный способ измерения коэрцитивности ТМП.

Предложенное устройство содержит поляризационный микроскоп, на котором установлено координатное устройство 1 с закрепленной на нем ТМП 2. В поле зрения микроскопа неподвижно расположена токопроводящая петля 3, подключенная к одному выходу йсточнЕжа 4 тока, составляя J вместе с ним ловушкообразующее устройство. Петля 3 выполнена из проводника и размещена вплотную к по.верхности ТМП. Неподвижно относительно микроскопа расположен блок 5 фс марования магнитного поля смеш.ения, служащий для создания поля смешения. Оптическая система микроскопа включает осветитель 6, поляризатор 7, конденсатор 8, объектив 9, анализатор 10 и окуляр 11. На микроскопе установлен фотоприемник 12, выполняющий функцию датчика положения домена. Выход датчика 12 положения ЦМД соединен с управляющим входом источника 4 тока. Другой выход источника 4 тока через уснлите.чь 13 подключен к блоку 5 формирования магнитного поля смещения.

Устройство работает следующим образом.

В поле зрения микроскопа внутри токопроводящей петли 3 в ТМП 2 помещен ЦМД, позиция которого установлена такой, чтона выходе датчика 12 положения отсутствует сигнал и по этой причине отсутствует ток в петле 3. ЦМД неподвижен благодаря коэрцитивности ма- териала. При перемещении ТМИ 2 относи тельно петли 3 ЦМД, находящийся под действием коэрцитивности материала без уравновешивающего противоздействия, начнет смещаться. Некоторое его смещение относительно первоначальной позиции (статическая ошибка) вызовет изменение сигнала на выходе датчика 12 положения, что приведет к появлению тока в петле 3, В дальнейшем будет поддерживаться равновесное состояние, при котором домен удерживается внутри петли 3 создаваемым ею градиентом магнитного поля. В процессе перемещения ТМП ЦМД попадает, в области с большей или меньшей коэрцитивностью, что вызывает изменение статической ошибки в позиции домена, тока в петле и градиента поля в ловушке.

Поскольку градиент ловушки, удерживая домен, уравновешивает коэрцитивность ТМП, под действием которой домен изменяет свою позицию и вызьшает появление статической ошибки, то градиент ловушки равен коэрцитивности материала с точностью до это-а статической ошибки. С другой стороны, градиент ловушки при неизменных размерах петли однозначно связан с током петли и этот ток также пропорционален коэрцитивности материала .Следовательно измерением или регистрацией тока в петле достигается измерение коэрцитивности ТМП в замкнутой системе предложенного устройства. Сканируя всю поверхность ТМП, можно автоматически запнсьюать величину коэрцитивноети и находить дефекты как локальное пре вышение определенного условного уровня. В результате использования предложенного способа измерения крэрцитивности ТМП и устройства для его осуществления повышается точность измерения коэрцнтивности ТМП н коэрцитивности магнитных дефектов за счет непосредогвенного их измерения; обеспечивается возможность повышения производительности в измерениях дефективности путем создания автоматизированного устройства измерения. Формула изобретения 1. Способ измерения коэрцитивности тонких магнитных пленок, основанный на перемещении тонкой магнитной пленки относительно неподвижных датчика положения домена и токопроводяшей петли, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения коэрЬитивности тонких магнитных пленок. возвращают домен в исходное положение изменением величины тока в токопроводящей петле и поддерживают магнитное поле смещения, которое соответствует неизменным диаметру домена и его положению под тсясопроводящей петлей. 2. Устройство для осуществления способа измерения коэрцнтивности тонких магнитных пленок по п. 1, содержащее датчик положения домена, токопроводящую петлю, подключенную к одному выходу источника тока, и блок формирования магнитного поля смещения, подключенный к другому выходу источника тока, о т -i. личающееся тем, что, выход датчика положения домена подключен к управляющему входу источника тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l.iIEEE Trans. Moign.,V.MAG,-6, 197O, № 3, p. 497. 2.Your.Appe.Phi(S . 42, 1971, № 3. 1274 (прототип).