Устройство для измерения динамических характеристик цмд материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 3(59 01 33 12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 92 Ц 3539368/18-21922) 12.01.83.(72) Е.И.Ильяшенко, В.Г.Элеменкин, А.А.Сидоров и С.Н.Матвеев 533 621.317.44(088.8)9561 1. Юрченко С.Е. Исследование стационарного движения ЦМД по окружности.- "Микроэлектрониками, 1979, т.,8, Ю 5, с. 432.2. Возео 1 9.С., ТЬ 9 е 1 е А,А, Ооша 1 пма 11 йупаш 1 се шеавцгей целая су 1 пйг 9 са 1 йоша 9 п1.Арр 1, Раув. 1970, м. 41, В 3, р. 1169. 54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦМД-МАТЕРИАЛОВ, содержащее поляризационныймикроскоп с осветителем, оптическисвязанные с образцом ЦМД-материалас нанесенным на него магнитным управляющим элементом, а также магнитнуюсистему, соединенную с генераторомтоков управления и источником постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производительности и точности измерений,магнитный управляющий элемент выполнен в виде набора колец различногодиаметра и шириной, соизмеримой сдиаметром доменов,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамических характеристик ЦМД-материалов при их исследовании, а также при контроле технологического процесса производстваэтих материалов.Известно устройство для измерениядинамических характеристик ЦМД-материалов, содержащее поляриэационныймикроскоп с осветителем, в поле зрения которого находится исследуемыйобразец ЦМД-материала с нанесеннымина него токовыми аппликациями длясоздания управляющего вращающегосямагнитного поля, генератор токов управления, соединенный с выводами токовых аппликаций и создающий двасинусоидальных тока, сдвинутых поФазе на 90 13Недостатком данного устройстваявляется то, что при измерениях обязательным является изменение токовуправления или/и частоты поля управления, что приводит к усложнениюконструкции генератора, усложнениюпроцесса измерений и низкой произво.дительности измерений. Значительныетоки управления вызывают перегревпроводников и ЦМД-материала; увеличить толщину нанесенных проводниковдо необходимой величины технологически затруднительно.Кроме того, измерение радиуса окружности, по которой движется ЦМД(5-15 мкм) в материалах с низкимУдельным Фарадеевским вращением, имеет низкую точность вследствие низкого оптического контраста изображения ЦМД,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее поля 40ризационный микроскоп с осветителем,в поле зрения которого помещен образец ЦМД-материала с нанесенным на него магнитным управляющим элементомв виде пермаллоевого диска, магнитную систему для создания вращающегося магнитного поля и поля смещения,соединенную с генератором токов управления и источником постоянноготока 2 . 50Однако известное устройство обладает низкой точностью измерений изза сильной зависимости размеров ЦМД от поля управления вследствие массивности диска, низкой производительностью измерений, так как при измерении предельной (пиковой) скорости цилиндрического магнитного домена необходимо многократно одновременно изменять частоту и амплитуду вра щающегося магнитного поля,Цель изобретения - повышение производительности и точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем поляризационный микроскоп и осветитель, оптически связанные с образцом ЦЙД- материала с нанесенным на него магнитным управляющим элементом, а.также магнитную систему, соединенную с генератором токов управления и источником постоянного тока, магнитный управляющий элемент выполнен в виде набора колец различного диаметра и шириной соизмеримой с диаметром доменов.Применение набора колец различного диаметра позволяет, не изменяя каких-либо управляющих переменных (амплитуды токов управления, частоты генератора), сразу определять динамические свойства ЦМД-материала, что приводит к упрощению процедуры измерений и увеличению производительности измерений. Замена диска кольцом (имеющим ширину; примерно равную диаметру ЦМД), позволяет практически исключить изменение диаметра домена при изменении величины вращающегося поля управления за счет того, что глубина и форма магнитостатической ловушки у такой геометрии управляющего покрытия имеет значительно меньшую зависимость от величины поля. управления, чем у диска.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения динамических характеристик образцов ЦМД-материалов; на Фиг, 2 - участок образца ЦМД-материала с нанесенными на него магнитными управляющими элементами.устройство фиг, 1) содержит осве. титель 1, поляриэационный микроскоп 2, магнитную систему 3 для создания вращающегося магнитного поля и поля смещения, генератор 4 токов управления, источник 5 постоянного тока, магнитные управляющие элементы б и ЦМД-материал 7. Осветитель 1 оптически связан с поляриэационным микроскопом 2, в поле зрения которого находится образец ЦМД-материала 7 с нанесенными на него магнитными управляющими элементами б в виде набора колец различного диаметра из магнитомягкого материала. Магнитная система 3 соединена с генератором 4 токов управления и источником 5 постоянного тока.Магнитные управляющие элементы б в виде набора колец из магнитомягкого материала, например пермаллоя, наносятся на образец ЦМД-материала 7. Под кольцами генерируются цилиндрические магнитные домены (ЦЙД) 8. Величины диаметров колец, их количество, ширина колец и расстояния между ними зависят от типа исследуемого ЦМД-материала и требуемой точности измере" ний. Диаметры колец могут быть от де1091098 1 пф"макс ираж 71 Подпис ВНИИПИ Заказ 3076/ од, ул,Проектная сятков до тысяч микрон, ширина составляет 0,3 - 2,0 диаметра домена.устройство работает следующим образом.С помощью магнитной системы 3 и источника 5 постоянного тока создается магнитное поле смещения величины, достаточной для образования ЦМД на участках образца ЦМД-материала под магнитными управляющими элементами. От генератора 4 токов управле ния в магнитную систему 3 подают два тока одной и той же частоты, сдвинутые по фазе на 90 ф Этими токами в магнитной системе создается вращающееся магнитное поле, которое генерирует вращающиеся магнитостатические ловушки под каЖдым кольцом магнитных управляющих элементов б в ЦМД-материале 7. ЦМД 8, попавший в магнитостатическую ловушку, движется со ско 2 О ростью, равной скорости движения маг нитостатической ловушки: Частота генератора 4 токов управления фиксирована, йоэтому ЦМД в магнитостатических ловушках, созданных кольцами раз ного диаметра, движутся с разными скоростями, зависящими от диаметров колец. Как следует иэ физических .принципов движения ЦМД, при скорости движения меньшей или равной пре-, дельно (пиковой 1 для данного ЦМД-материала домен движется по круговой траектории, отставая по фазе от центра магнитостатической ловушки на некоторый угол, увеличивающийся с увеличением диаметра кольца. Если скорость магнитостатической ловушки превышает предельную скорость ЦМД для данного материала, то ЦМД либо выска.- кивает из ловушки и коллапсируется, либо имеет скачкообразное (прерывис тое) движение. Поляризованный свет от осветителя 1 попадает через опак-. Филиал ППП фПатентф,иллюминатор поляризующего микроскопа 2 на образец ЦМД-материала 7, отражается от магнитных управляющих элементов 6, снова проходит ЦМД-ма" териал 7 и попадает в поляризационный микроскоп 2, с помощью которого наблюдают траектории движения ЦМД. За счет наблюдения на "двойном" эф" фекте Фарадея оптический контраст изображения ЦМД увеличивается почти в два раза. Для удобства наблюдения возможно применение телевизионного поляризационного микроскопа,Фиксируя номер кольца с максимальным диаметром, под которым еще наблюдается непрерывное движение ЦМД определяют предельную скорость ЦИД для данного материала по формуле где Я - круговая частота вращающегося магнитного поля;мас- максимальный радиус кольца, при котором еще наблюдается непрерывное движение ЦМД.Подвижность ЦМД определяют по измеренной предельной скорости ЦМД и перепаду поля в магнитостатической ловушке на диаметре ЦМД, при котором ЦМД "выскакивает" из ловушкиПерепад поля определяют расчетным путем, исходя из формы магнитостатической ловушки, величины вращающегося магнитного поля и диаметра ЦМД.Применение устройства позволяет повысить производительность измерений эа счет упрощения процедуры измерений, увеличить точность измерений за счет исключения зависимости диаметра ЦМД от величины вращающегося магнитного поля.