411404

Союз Советских Социалистицеских РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства М Заявлено 17.1.1971 (Уе 1636066/18-10)с присоединением заявки МеПриоритетОпубликовано 15,.1974. Бюллетень М 2Дата опубликования описания 1 бЛ.1974 М. Кл, 6 01 г 33/12 Гасударственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытийУДК 621.317.42(088,8) Авторизобретения А, М. Фиштейн Институт физики им. Л. В, КиренскогоЗаявитель СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЪ И НАПРАВЛЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ ПЛОСКОЙ ТОНКОЙ МАГНИТНОЙ ПЛЕНКИИзобретение относится к области исследования процессов перемагничивания тонких магнитных пленок (ТМП) и может быть использовано при исследовании перемагничивания плоских СМП, у которых вектор намагниченности находится в плоскости пленки при воздействии периодических импульсных, гармонических, вращающихся и т. д. магнитных полей.Известно, что для получения параметров плоской тонкой магнитной пленки используют магнитооптический эффект Керра,Суть этого эффекта состоит в изменении состояния поляризации света при отражении от намагниченной поверхности. Различают несколько видов эффекта в соответствии с взаимной ориентацией вектора намагниченности, электрического вектора падающего света и плоскости падения света: полярный, продольный экваториальный эффект, продольный и поперечный меридиональные эффекты, причем все они находят применение при исследовании ТМП, При использовании этого эффекта угол поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света пропорционален намагниченности в плоскости падения света, т. е. проекции намагниченности на плоскость падения света.Для обеспечения проведения измерений в процессе перемагничиванпя предлагается способ, по которому пленку вращают вместе с системой перемагничивающих полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, а величину и направление намагниченности определяют в момент прохождения светового потока через экстремум.На фиг. 1 представлена схема реализацииописываемого способа; на фиг. 2 - график типичной зависимости светового потока от на магниченности в плоскости падения света; нафиг, 3 - годограф намагниченности,Схема (фиг. 1) содержит типичные дляКерровской методики измерений элементы, На пленку 1 под углом 45 - ;бО падает линей но поляризованный луч света с расходимостьюменее 1. Электрический вектор световой волны находится в плоскости падения света. Отраженный от пленки луч света проходит через поляризационную призму 2, затем через 20 затвор 3 и попадает на фотокатод фотоэлектронного умножителя 4.Поляризационная призма 1, являющаяся вданном случае анализатором, устанавливается в такое положение, чтобы при одном из двух 25 положений намагниченности пленки, параллельных плоскости падения света, проходящий через нее световой поток был минимальным. Световой поток фотоэлектронным умно- жителем (ФЭУ) преобразуется в электрпче ский сигнал, Быстродействующий затвор электронно-оптический или электрооптический) позволяет регистрировать световой поток, соответствующий определенному моменту процесса. (Предполагается, что промежуток времени, в течение которого открыт затвор, строго фиксирован и много меньше длительности процесса перемагничивания) .Пусть намагниченности насыщения - М, в плоскости падения света соответствует световой поток 1. Тогда по мере изменения проекции намагниченности на плоскость падения света от - М, до +М, количество проходящего через поляризационную призму света будет линейно возрастать от 1 лпц до 1 макс (фиг, 2), т. е, количество проходящего через поляризационную призму 2 света является мерой намагниченности образца в плоскости падения света.Из вышеизложенного следует, что ток ФЭУ 1 пропорционален мгновенному значенкпо проекции намагниченности образца на плоскость падения света, соответствующему моменту времени 1 ц когда открыт затвор. Естественно, эта проекция максимальна по абсолютной величине, если намагниченность образца в момент времени 1 находится в плоскости падения света.Следовательно, для того, чтобы определить мгновенное направление намагниченности ТМП в процессе перемагничивания в некотоный момент времени 1, повторяющегося процесса, необходимо., вращая пленку вместе с системой перемагничивающих полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, добиться экстремального, например, минимального, значения тока ФЭУ. Это положение соответствует намагниченности пленки в плоскости падения света в момент 1 в направлении - М (Максимальному значению тока ФЭУ будет соответствовать направлвние +Л 4,) .желательно, чтобы отраженный от пленки луч не смещался в пространстве при повороте пленки, Для этого необходимо, чтобы ось, вокруг которой происходит поворот пленки вместе с системой перемагничивающих полей, проходила через центр пленки,Пусть экстремальный ток ФЭУ в момент 1, равен 1 ь Этому току соответствует намагниченность М; (фиг. 2).Следует отметить, что определяется намагниченность нормирования к М, и равная й Л 4 где й - безразмерный коэффициент, а Л 4, определяется известными способами.Таким образом достигается определение мгновенного значения величины и направле. пия намагиичепности ТМП в процессе пере 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 магпичивания. Определяя величину и направление намагниченности для разных моментов времени 1 1 ь1. процесса перемагничивания, получаем годограф намагниченности,Пусть в последовательные моменты периодического процесса 1 10 1 17 открывается затвор. При открытом в момент времени затворе, вращая пленку вместе с системой перемагничивающих полей, находят такое положение пленки, при котором ток ФЭУ 1, минимален. При открытом в момент времени 1 затворе минимум тока ФЭУ 1 достигается поворотом пленки (вместе с системой перемагпичивающих полей) па угол а по часовой стрелке по отношению к предыдущему положению. Это означает, что за время 10 - 1, произошел поворот намагниченности на угол а,. По току 11, 17 находим намагниченность ММь М Откладывая М, М М 7 под углами аь а 9, а 7 к М, получаем годограф намагниченности, (а, - угол между Ми Мо)Поворот пленки вместе с системой перемагничивающих юлей достигается тем, что пленка конструктивно жестко связана с создающими магнитные поля устройствами (полосковые линии, соленоиды, кольца Гельмгольца и т. д.) и вращается вместе с ними,Использование для вышеназванных измерений магнитооптического эффекта Керра позволяет производить эти измерения с локальных участков пленки диафрагмированием светового луча (например, освещая только определенный участок пленки),Поскольку измерения на основе эффекта Керра пе основаны па изменении намагниченности, можно непосредственно сравнивать динамическую и статическую намагниченности. Предмет изобретения Способ измерения величины и направления намагниченности плоской тонкой магнитной пленки, заключающийся в том, что иа пленку направляют высокопараллельпый пучок поляризованного света, отрах;егин:и от плоскости пленки свет пропускают;ерсзоляризациоппую призму, затвор и регистрируют светоприемником, о т л и ч а о щ и й с я тем, что, с целью обеспечения проведения измерений в процессе пере.айаг:.ичивания, пленку вращают вместе с системой перемагничиваюи;их полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, э величину и направление намагниченности определяют в момент прохождения светового потока через экстремум./ Ъиг. 2 м оставитель И. Ардашева Лейзерма Корректо хред 3. Та к ГодписвоеР Тираж 678Совета Министровоткрытийаб., д. 4,(5 ПИ Типография, пр, Сапунова сдактор С. Хейфаказ 1109(9ЦНИИ Д) :( (