Способ измерения температуры

(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУг ль(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕ (57) Изобретение о тельной технике и ТЕМПЕРАТУР изме иоситс жет быть исполь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт общей Физики АН СССР (72) И.10.Кукушкина, В.В.Рандошкин и М.И.Тимошечкин(56) Рапдошкин В.В., Червонепкис А,Я. Состояние разработок магнитооптических устройств. Радиоэлектроника (состояние и тенденции развития) НИИЭИР 1985, тетр.11., с. 72-80,Авторское свидетельство СССР Р 669220, кл, С 01 К 7/38, 02.09.77. зовано при определении локвльчогораспределения температуры в микрообьектах. Пель изобретения - повышениебыстродействия и точности измеренийза счет увеличения отношения сигнал -шум при регистрации перемагниченныхобластей, В качестве термочувствительного элемента (ТЧЭ) используютвисмутсодержащую эпитаксиальную пленку Феррит-граната состава (7, Ьи,В) (Ре, Са)0. На намагниченныйдо насыщения ТЧЭ воздействуют импусным перемагничивающим полем с длительностью импульса 0,02 - 1 мкс.Одновременно импульсно освещают ТЧЭдля наблюдения динамических доменовс обратной намагниченностью в отраженном свете, 1 з.п. Ф-лы.1 1 ЗИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения локального распределения температуры в микрообьемах, в частности, интегральных схемах.Целью изобретения является повьппение быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал - шум при регистрации перемагниченных областей.Известно, что при импульсном перемагничивании пленок феррит-гранатов из насыщенного состояния пороговое поле неоднородного вращения намагниченности Н монотонно зависит от температуры Т, поэтому, регистрируя пороговое поле неоднородного вращения намагниченности, можно судить о локальном значении Т.Предлагаемый способ реализуется следующим образом.Вначале к термочувствительному пленочному элементу прикладывают поле НН нас (Т)где Н нас (Т) - максимальное значение ноля насьпцения для пленочного элемента в измеряемом интервале температур. Как следствие, в элементе исчезают домены, невыгодно намагниченные по отношению к полю Н. После приложения импульсного поля Нц противоположной полярности вЭФ областях, для которых Н) Н сн+Н. (Т) (Н , - эффективное поле анизотропии термочувствительного пленочного элемента при температуре Т), происходит неоднородное вращение намагниченности, приводящее к образованию нестабильных динамических доменов с обратной намагниченностью, доменные стенки которых движутся, Опыт показывает, что эти домены появляются через 0,02- 0,05 мкс. При длительности импульса магнитного поля более 1 мкс положениедоменных стенок значительно отличается от положения изотерм. Амплитуда перемагничивающего поля позволяет судить от температуре не всего домена с обратной намагниченностью, а лишь его доменных стенок в момент зарождения.При минимальных значениях Н домены зарождаются в областях с наибольшей Т, и наоборот, В одноосных висмутсодержащих эпитаксиальных пленках феррит-гранатов, не содержащих магнитных ионов в додэкаэдрической подрешетке, зависимость Нн (Т) являЭФется монотонной в диапазоне 0(Т ( 18807 2(550 К, причем Нможет изменятьсяот 0 до ( 5000 Э, Точность измеренияпорогового поля неоднородного вращения, как показывает опыт, составляет5 Э, что обеспечивает точность измерения температуры. не хуже 0,5 К вовсем диапазоне температур.Динамические домены с обратной намагниченностью проявляются через 1 О 0,02-0,05 мкм, что определяет минимальную длительность импульса магнитного поля, Для обеспечения точностирегистрации положения изотерм не хуже+ 1 мкм длительность импульса поля 15 не должна превьппать 0,5-1 мкс. Дляобеспечения максимальной магнитоопти- .ческой эффективности при регистрациидоменов с обратной намагниченностьютермочувствительный пленочный элемент 20 следует выполнить из В 1-содержащейэпитаксиальный пленки феррит-гранатасостава: (У,1,ц,В 1)(Ре,Са) 0,.Использование в качестве термочувствительного элемента низкокоэрцитив" 25 ной висмутсодержащей пленки ферритграната позволяет повысить отНошениесигнал - шум, при регистрации перемагниченных областей вследствие высокой магнитооптической добротности 30 материала, а также снизить энергопотребление, поскольку для намагничивания пленок феррит-гранатов до насыщения необходимо магнитное поле 100 Э,тогда как для большинства других терЗ 5 момагнитныхматериалов10 Э.Отношение сигнал - шум считыванияинформации магнитооптическим методомопределяется прежде всего магнитооптической добротностью =29/Ы, где 40 О, - удельное фарадеевское вращение;о - коэффициент поглощения. В пленках феррит-гранатов значения О и ппрактически не зависят от типа редкоземельных ионов,.а величина макси мальна. Существенность интервала длительностей перемагничивающего импульса установлена в большом числе экспериментальных работ. Приведенные значения границ оптимального интервала даны для пленок (7,1 л,В 1)(Ре,Са)5011 с учетом всех факторов, включая повышение быстродействия и точности измерений.Регистрацию доменов с обратной намагниченностью проводят при разных значениях амплитуды импульсного поля, и по положению границ областей, заняФ о р м у л а изобретения 2. Способ по п.1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что длительность импульса перемагничивающего поля составляет 0,02-1 мкс. Составитель Г,РязанцевТехред ВКадар Корректор А.Ильин Редактор Н.Егорова Заказ 2498/32 Тираж 776ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 131880 тых доменами с обратной намагниченностью, судят о положении иэотерм.П р и м е р. В качестве термочувствительного пленочного элемента используют эпитаксиальную пленку ЬЬц,В) (Ре,Са)Ов которой Н изменяется от 0 при Т=503 К до 1980 Э при Т=294 К практически по линейному закону. После насыщения оно равно 321 Э при комнатной температуре. Постоянное поле смещения, которое прикладывают с помощью катушки индуктивности, составляет 400 Э. Испульсное поле Н прикладывают с помощью катушек Гельмгольца диаметром 3 мм. Его 15 максимальная амплитуда достигает 3000 Э, Динамические домены с обратной намагниченностью наблюдают с помощью эффекта Фарадея в отраженном свете при использовании в качестве 20 источника света импульсного лазера на красителе, синхронизованного с источником импульсного магнитного поля. Длительность импульса подсветки не превышает 8 нс. Регистрируют топограммы тепловых полей прямолинейного проводника с током, напыленного на стеклянную подложку и находящегося в контакте с пленкой Феррит-граната. По мере увеличения Н ширина области,30 занятой доменами с обратной намагниченностью, монотонно увеличивается. 7 4Максимальное значение Т=329 К получено в центре проводника. Точность измерения й 0,3 К. 1. Способ измерения температуры, включающий намагничивание термочувствительного элемента до насыщения, воздействие на него импульсным перемагничивающим полем, освещение термочувствительного элемента, регистрацию перемагниченных областей последнего и определение температуры по амплитуде перемагничивающего поля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал - шум при регистрации перемагниченных областей, в качестве термочувствительного элемента используют висмут- содержащую эпитаксильную пленку феррит-граната состава (У,Ьц,В)(Ре, Ся)0 а освещают чувствительный элемент импульсно во время действия перемагничивающего поля.