Способ исследования распределений магнитных микрополей

ОП ИКАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 674121) М. Кл. Н 01 Х юсударственный квинте СССР не делам изобрвтенн и етнрытий(53) УДК 621.383. ,811 (088,8) публиковаио 15. 07.79,Бюллетень2 опублик я описания 20.07.7 2) Авторы изобретения Спивак, В; В, Голубков и В, Н. Капличный у, Г,государственный университет им, М,Моск 71) Заявител оносова 4) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИ МАГНИТНЫХ МИКРОПОЛЕЙсушим Иэобретенце относится к области электронной техники, в частности к электронной микроскопии. Способ предназначен для измерения распределений и нахождения пространственной конфигурации двумерных магнитных полей рассеяния,Известны электронно-оптические способы измерения магнитных полей, реализуемые на основе просвечивающего электронного микроскопа 11. По этому способу измерение полей рассеяния производится путем выделения информации об исследуемом поле по отклонению тонкого электронного зонда в этом поле и последующей регистрацией этого отклонения, Измерения нолей рассеяния сводятся к расчету смешений электронного зонда по фиксируемым. поэлементным искажениям изображения сетки-датчика на экране микроскопа.Однако регистрация отклонения зонда по сеткам-датчикам, имеющим сравнительно грубую структуру (период сетокобычно10 мкм),. приводит к большим ошибкам при измерении локальных полейрассеяния. Кроме того, отмечается большая трудоемкость при расчете компонентмагнитных микропЬлей.Наиболее близким к предлагаемому 5 является способ исследования распределений магнитных:микрополей, содержащийоперации формирования и развертки электронного зонда, взаимодействия зонда сисследуемым полем и последующей реги- О страцией отклонения зонда в этом поле21, По этому способу производится оптоэлектронное преобразование световогосигнала, пропорционального отклонениюзонда, в электрический, что позволяет ав томатически получать на экране осциллографа искомую кривую распределения одной иэ компонент микрополя.Сушественным недостатком, приустройству для реализации способа - проф тотипа, является сложная технология изготовления и расчета оптического фильтрас заданной пропускной характеристикой.Кроме того, известный способ не универсален в смысле применения к различнымклассам образцов, так как для каждогокласса исследуемых магнитных объектовнужен свой оптический клин-фильтр, характеристика которого обуславливаетсяспецификой пространственной конфигурации данного магнитного поля рассеяния.Перечисленные недостатки препятствуютширокой реализации способа в обычныхлабораториях и заводских условиях. 1 ОЦелью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения магнитных микрополей различной пространственной конфигурации,15Цель постигается тем, что регистрацив отклонении зонда и одновременную .автоматическую компенсацию етого откдбнения осуществляют по фиксированному уровню сигнала,Исследование распределений магнитных микрополей по данному способу производят следуюшим образом.Здектронный зонд, сформированный оптической системой микроскопа, развертывают в линию вдоль одной из кооординат (например, параллельно поверхностимагнитного объекта), причем на зонд действует локальное магнитное поле и отклоняет.его, Регистрация отклонения, произЗОВодимая в любой координате и любой момент времени, осуществляется таким образом, что фиксируется сигнал, пропорциональный отклонению, При изменении етогосигнала автоматически вырабатьется35сигнал обратной связи, компенсируюшийуказанное изменение. Сигнал рассогласования и есть информативный сигнал, отображаюйий распределение компонент полярассеяния,40На чертеже изображено устройство,поэволяюшее реализовать предлагаемыйспособ,Электронный зонд 1, сформированныйосветительной системой растрового эдек45тронного микроскопа (РЗМ), отклоняетсякатушками 2 по координате У мимо поверхности образца 3, т. е. проходит область исследуемого магнитного поля. Далее зонд проходит между дополнительны 5 Оми отклоняюшими пластинами 4 и попадает на край ножевой, непрозрачной дляэлектронного пучка, диафрагмы 5. Частьэлектронного пучка (на чертеже заштрихо.-мна) срезается етой диафрагмой, а55другая часть попадает на дюминесцентный световод 6, оптический сигнал с которого поступает на ФЭУ, а электрический сигнал с последнего, предварительно 6741214усиленный, подается на отклоняюшие пластины 4 и на осциллограф 7. Луч осциллографа развертывается по горизонтали синхронно с разверткой электронного зонда по оси,. Если под влиянием измеряемого магнитного поля зонд отклоняется по оси Х , то все большая часть электронов пучка попадает на ножевую экранируюшую диафрагму 5, в результате чего на люминесцентную поверхность 6 попадает соответственно меньшая часть электронов пучка (эонда) и меньшей величины генерируется световой поток. Пропорционально уменьшается электрический сигнал с ФЭУ, что в пепи отрицательной обратной связи вызывает соответствующее увеличение прикдадымемого к пластинам 4 напряжения, достаточного для возврашения зонда на край диафрагмы.В плоскости диафрагмы сечение алектронного пучка представляет собой круг с радиусом г , причем наличие обрат,ной отрицательной связи поддерживает положение зонда по координате Х таким, что край ножевой диафрагмы делит этот круг на две равные части. Чем большее отклонение испытывает зонд в магнитном поде образца, тем большее напряжение вырабатывает усилитель 8 и наоборот. Таким образом, в любой момент времени и в любой координате. У развертки осушествляется фиксирование отклонения зонда по оси Х посредством оптического сигнала, генерирования прошедшими мимо ножевой диафрагмы электронаМи зонда.Далее происходит преобразование опти ческого сигнала в электрический, который через цепь обратной связи компенсирует отклонение зонда и тем самым поддерживает оптический сигнал постоянным. На-пряжение, снимаемое параллельно с компейсируюших пластин, поступает на У- вход осциллографа и автоматически выпи- сымет при однократной развертке кривую распределения одной из компонент магнитного поля рассеяния.Калибровка получаемых распределений(в абсолютных единицах иэмерени) про- водится по формулеЬ=Зкй 0 ЯВ 6+Жгде ВЪ величина тангенциальной составляющей индукции поля, Як - отклонение зонда под влиянием Ьпо оси Х в плоскости ножевой диафрагмы, У - ускоряюшее напряжение микроскопа, 7 = 8/т,1-;протяженность магнитного поля по оси. - расстояние от образца по диафраг- мы по оси Ж (длина отклоняюшихпластин). Величина 8определяется иэ пи