Способ измерения величины поля одноосной анизотропии ферромагнитной пленки

2 Ю 904 Саюа Советских Социалистических Республиквисимое от авт. свидетельс 1 а 4, 711 е, 37/10 7771/26 аявлено 1 О.Х 11.1966 ( присоединением заявки ПриоритетОпубликовано 08,11,1968, Бюллетень МДата опубликования описания 6.Ч.1968 МГ 1 К б 01 г 6 01 г Ъ ДК 621.317.41(08Комитет по деламзойретений н открытипри Совете Министров Авторыизобретен Г. П, Зинькевич и Б. А. СтрельниковМосковский инженерно-физический инстит явитель ОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОЛЯ ОДНООСНОЙ АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКИ ол Способ измерения величины доля однооснои анизотропии ферромагнитной пленкиизвестен. Однако в нем точность измерениясущественно зависит от выбора операторомпервого отсчета, а также тем, что наклон линейной зависимости, а следовательно и ре.зультат измерений зависит от амплитуды полявдоль оси легкого намагничения.Предлагаемый способ отличается от известного тем, что пленочный элемент намагничивают до насыщения импульсом магнитногополя вдоль оси легкого намагничения, затемвозбуждают импульсным магнитным, полем,направленным вдоль оси тяжелого намагничения встречно регулируемому;полю смещения и при максимальном изменении матнитного, потока измеряют поле смещения, равноеполю анизотропии пленки,Указанные отличия позволяют повыситьточность измерений и упростить измерительную аппаратуру.Сущность описываемого способа поясняетсяграфикамиприведенными на фиг, 1 - 4.,На фиг. 1 показана программа импульсовпри измерении поля анизотропии Н пленочного элемента; на фиг 2 - взаимное расположение пленочного элемента, возбуждающихмагнитных полей и съемного витка при измерении Н; на фиг. 3 - теоретические зависимости 1 на основе модели вращения намагниченности) относительной величины изменения магнитного потока ЬФ через виток съема от величины поля смещения Н при воздействии магнитным полем Но, равным 1/0,2 Ни 2/0,8 Н; на фиг. 4 - экспериментальные зависимости интегрированного сигнала с витка съема С. ЛФ от величины поля смещения Н, при воздействии магнитным полем Н равным 1/0,2 Ни 2/0,8 Н.При измерении поля анизотропии Н с помощью постоянного поля смещения Н, вдоль оси тяжелого намагничения (ОТН) применены импульсные магнитные поля: П- для намагничивания пленочного элемента до насыщения вдоль оси легкого намагничения (ОЛН) и Н, - для индикации равенства по. ля смещения Н, полю анизотропии Н(см, фиг. 1).,Вектор намагниченности М пленочного элемента, предварительно установленный вдоль ОЛН импульсом Н ) Н, под действием поля смещения Н, ,поворачивается от ОЛН на тол а определяемый отношениемНт)Нк (см, фиг. 2). Импульс поля Н направленный вдоль ОТН встречно полю смещения Н уменьшает суммарное поле вдоль ОТН (Н,. - Но) и вызывает поворот вектора намагниченности в противоположном направлении на Во время переднего фронта импульса Н имается сигнал напряжения Г д с охватьвающего пленочный элемент выходного витка. Нормаль к плоскости выходного витка параллельна ОЛН, т. е. перпендикулярна направлению поля Н,. Выходной сигнал напряжения интегрируется и наблюдается по осциллографу. Величина проинтегрированного выходного сигнала Лф пропорциональна изменению магнитного потока пленочного элемента через виток считывания (вдоль ОЛН) при воздействии поля Н.При фиксированной амплитуде 11 знак и величина ЛФ зависят от величины поля смещения Н . Рассчитанная в соответствии с теоретической моделью одноосной магнитной пленки зависимость ЛФ (Нк) показана на фиг, 3 для двух значений поля Н: 1 для УХо -- 02 Нк и 2 для Н, = 08 НкМаксимум ЛФ наблюдается при 117 = Ндля всех значений Н 0 П,к.Исследования реальной магнитной пленки показали, что если пленка была предварительно насыщена вдоль ОЛН, однократное воздействие вдоль ОТН Н, ( Нвызывает практически обратимый поворот вектора намагниченности пленочного элемента, и поведение пленки соответствует однодоменной модели. При воздействии же Н Н происходит существенное изменение доменной структуры пленки, и вектор намагниченности пленочного элемента не возвращается в исходное состояние после прекращения действия Нк. В соответствии с этим изменение магнитного потока ЛФ (П,) должно возрастать с увеличением Н, до як, а при Н, = Нк скачком спадать до нуля, так как импульс Н, уменьшающий поле вдоль ОТН уже не вызовет обратного поворота вектора намагниченности (показано пунктирной линией на фиг. 3).Полученные экспериментально зависимости с Лф (Н,) для одного из образцов магнитной, пленки на цилиндрической подложке при двух значениях Н 0: 1 равном 0,5 э т = 0,2 Н и 2, равном 2 э = - 0,8 Нк приведены на фиг. 4. Из-за того, что поле анизотропии неодинаково в различных микрообластях пленочного элемента (имеется разброс значений поля анизотропии пленки), скачкообразного уменьшения ЛФ до нуля не происходит, а,при Н равном эффективному полю анизотропии пленочного элемента Нк, ЛФ достигает своего максимума. Величина Лф уменьшится до нуля только при увеличении Н, до значения, равного максимальному значению поля анизотропии пленочного элемента. Может быть ИЗМЕРЕНО ПОЛЕ Нт = Нк. макс, СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ уменьшению Лф до определенного уровня, например 0,1 Лфк . Разность значений Нк. макс Н ЗаВИСИТ ОТ аМПЛИТУДНой ДИС. персии поля анизотропии пленки и может служить ее характеристикой. Результаты измерения Н и Нк.макс, практически не зависят от величины Н при Н, ( Н.Сравнительные результаты измерений образцов пленок предложенным способом и наи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 более распространенным способом - по петле гистерезиса вдоль ОТНпоказали следующее. Для пленок с большой дисперсией величины поля анизотропии из-за влияния локальных областей с низким Нк измеренное по предлагаемому спосооу значение Нк образца пленки несколько меньше, чем значение Нк, полученное по петле гистерезисаДля всех измеренных образцов результаты измерений Нк этими способами отличаются не )более чем на 1 ф/О.Таким образом при измерении Нпо описываемому способу производится следующая последовательность операций.Пленочный элемент, подвергается воздействию магнитных полей в соответствии с программой, приведенной на фиг. 1. Импульс Озаведомо больше Н, импульс Н, заведомо меньше Н,. Поле смещения Н, увеличивается от нуля, и наблюдается по осциллографу проинтегрированный выходной сигнал во время переднего фронта Нс. С увеличением Н, выходной сигнал меняет знак и увеличивается. Когда сигнал достигает максимума, измеряется величина поля смещения Н которая и равняется Нпленочного элемента, Значение Нпри котором сигнал снова уменьшится до определенного уровня, равно Нк, м, пленочного элемента.Преимущества предлагаемого способа измерения Н,1 Поле анизотропии Н определяется ,по величине ,поля смещения Н создаваемого постоянным током в обмотке-индукторе поля вдоль ОТН, который измеряется стрелочным прибором-миллиамперметром. Для конкретной используемой обмогки-индуктора шкала прибора градуируется в эрстедах или амперах/метр, так что при измерении Него значение непосредственно отсчитывается по шкале, и не требуется производить математиче ской обработки результатов измерений, снятия осциллограмм или построения графиков, Зто позволяет получить высокую производительность при изменениях Нобразцов магнитной пленки.2. Описываемый способ допускает упрощение аппаратуры для измерения Нк. Большая величина выходного сигнала при действии импульса Н с малым фронтом (порядка 0,1 лксек), чем при действии синусоидальных низкочастотных магнитных полей в установках для измерения Н, неимпульсными способамипозволяе г упростить усилитель-интегратор выходных сигналов. Так как выходной виток и обмотка индуктор-поля Н, взаимно перпендикулярны, индуктивная связь между ними без магнитной пленки отсутствует и отпадает необходимость компенсации, помехи и упрощается настройка установки для измерения Н .3. Точность при измерениях Нпо описываемому способу (ориентировочно Оцениваемая в 5 - 701,) выше, чем при определении Н по петле гистерезиса,4. Предлагаемый способ, позволяет измерять поле анизотропии отдельных участков образца сплошной пленки при использовании локально действующего импульсного поля Н, и оценивать неоднородность свойств пленки в различных точках образца. Предмет изобретенияСпособ измерения величины поля одноосной анизотропии ферромагнитной пленки, основанный па смещении, постоянного магнитного поля регулируемой величины вдоль оси тяжелого намагничения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерительной аппаратуры, пленочный элемент намагничивают до насыщения импульсом магнитного, поля вдоль оси легкого намагничения, затем возбуждают импульсным магнитным полем, направленным вдоль оси тяжелого намагничения встречно регулируемому полю смещения и при максимальном изменении магнитного потока измеряют поле 10 смещения, равное полю анизотропии,пленки,ипография, пр. Сапуно Заказ 138 ЦНИИПИ О Тираж 530омитета по делам изобретений и открытий приМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Подписное вете Министров СССР