Способ измерения компонент тензора магнитной проницаемости тонких магнитных пленок

 

Изобретение относится к области измерительной техники. Цель - повьшение точности измерения компонент тензора магнитной проницаемости (МП) тонких магнитных пленок. Способ измерения реализован в устройстве. На магнитную пленку - образец 1, помещенную в магнитную систему из колец Гельмгольца 3 и катушки высокочастотного (ВЧ) поля 4, падает поляризованный луч света от лазера 5, который, отражаясь от образца 1 и пройдя через анализатор 6., попадает в фотоэлектронный умножитель 7, сигнал которого регистрируется осциллографом 8. Для измерения компоненты |u , воздействуют на образец 1 ВЧ-полем по оси ОХ, регистрируют изменение интенсивности отражения как функцию переменного поля , измеряют его намагниченность при нулевом значении и при максимальном значении и производят вычисление тензора МП. В описании изобретения даны операции для измерения компонент |U (jj ир, 41 образца 1. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (g9 4 G 01 R 33/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3770435/24-21 (22) 06 ..07 ..84 (46) 07.04.87. Бюл. 9 13 (71) Симферопольский государственный университет им. М.В. Фрунзе (72). С.В. Дубинко, П.Н. Лейфер и А.М, Фришман (53) 621. 31 7, 44 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР У 532126, кл. G О1 R 33/032, 1975.

Патент Великобритании 11 1289788, кл. G 01 R 33/14, 1971. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПОНЕНТ ТЕНЗОРА МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ТОНКИХ

МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к области измерительной техники. Цель — повышение точности измерения компонент тензора магнитной проницаемости (МП) тонких магнитных пленок. Способ измерення реализован в,устройстве. На магнитную пленку — образец 1, помещенную в магнитную систему из колец

Гельмгольца 3 и катушки высокочастотного (ВЧ) поля 4, падает поляризованный луч света от лазера 5, который, отражаясь от образца 1 и пройдя через анализатор 6, попадает в фотоэлектронный умножитель 7, сигнал которого регистрируется осциллографом 8, Для измерения компоненты р„„ воздействуют на образец 1 ВЧ-полем по оси ОХ, ре« гистрируют изменение интенсивности отражения как функцию переменного поля, измеряют его намагниченность при нулевом значении и при максимальном д значении и производят вычисление тен9 зора МП. В описании изобретения даны операции для измерения компонент р>> и р образца 1. 2 s.ï. ф-лы. 1 ил.

1302227

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитооптическим методам измерения магнитных характеристик вещества, и может быть использовано для неразрушающего контроля пленочных образцов пермаллоя или аморфных соединений.

Цель изобретения — повышение точности измерения компонент тензора магнитной проницаемости. f0

На чертеже представлено устройство, реализующее способ измерения компонент тензора магнитной проницаемости, t5

Устройство содержит образец 1, оптический столик 2, кольца Гельмголь. ца 3, катушку 4 высокочастотного поля, лазер 5, анализатор 6, фотоэлектрон+ .ный умножитель 7, осциллограф 8.

Способ измерения компонент тензора магнитной проницаемости тонких магнит. ных пленок реализуется следующим образом.

На магнитную пленку — образец 1 25 помещенный в магнитную систему, сос» тоящую из колец Гельмгольца 3 и ортогонально расположенной катушки 4 высокочастотного поля, падает поляризованный луч света от лазера 5, кото- 30 рый, отражаясь от образца 1 и проходя через анализатор 6, попадает в фотоэлектронный умножитель 7, сигнал кото. рого регистрируется осциллографом 8, Ддя измерения компоненты ш „„ тензора магнитной проницаемости тонкой пленки на кольце Гельмгольца 3, ось симметрии которых лежит в плоскости магнитной пленки XOY и совпадает с OY подается постоянный ток, создающий маг- 40 нитное поде, достаточное для полного насыщения пленки в направлении OY.

На катушку высокочастотного поля, ось симметрии которой также лежит в плоскости ХОУ, но совпадает с осью 45

ОХ, подается переменное напряжение малой амплитуды с частотой д, при этом высокочастотное магнитное поле

H„(t) Н cosset индуцирует осциллирующую компоненту намагниченности 50 (2) (3) (4) Ь;;= 1 + 4 х Х;;

c os ((at g) (1 ) xÄ(t) = Н0 (5) Ось магнитной индукции градуируется по образцу где Н - амплитуда высокочастотного поля, 1 И

Х х„Ххх действительная и мнимая части комплексной компоненты

Х„„ тензора магнитной восприимчивости, — фазовый сдвиг.

Плоскость падения - отражения луча света совпадает с плоскостью

XOZ, при этом благодаря меридиональному эффекту Керра происходит и изменение во времени поляризационного состояния отраженного луча света, которое фиксируется в виде петли гистерезиса на самописце или экране осциллографа. Расчет проницаемости ведется по характерным точкам петли гистерезиса по формулам (2), (3).,(5) .

При измерении компоненты ш тензора магнитной проницаемости ось катушки высокочастотного поля направляется по OZ, а кольца Гельмгольца обесточиваются (полярный эффект Керра). .Для измерения компоненты ш„„ тензора магнитной проницаемости ось колец Гельмгольца направляют по оси ОХ, что достигается поворотом колец вокруг оси OZ, а ось катушки высокочастотного поля направляют по оси OY.

Благодаря экваториальному эффекту

Керра происходит изменение во времени интенсивности отраженного от пленки луча света, что аналогичным образом регистрируется самописцем или осциллографом. При этом поляризатор не используется. Расчет .ведется по формулам (2), (4) и (5), Во всех трех случаях вычисление комплексных компонент тензора магнитной восприимчивости производится по характерным точкам М,, М, М петель. гистерезиса по формулам:

X11 = М /Н, Х.;= М,/Н!

М = (A) 1/4, 1 мг — М где ъх,у,к, = 1,2,3, К вЂ” магнитооптическая константа материала, А — масштабный множитель шкалы осциллографа; .M - -индукция в масштабе шкалы осФ циллографа (М) .

Проницаемость вычисляется по.форму. ле

1302227

Формула изобретения

Составитель Л. Устинова

Редактор Н. Тупица Техред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин

Заказ 1214/45 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ измерения компонент тензора магнитной проницаемости тонких магнитных пленок, включающий измере- 5 ние отклика образца на воздействие постоянного и переменного магнитного поля, отличающий с я тем, что, с целью увеличения точности измерения трех компонент тензора магнит-1О ной проницаемости,на пленку под углом к нормали пленки направляют поляризованный луч света, образующий с нормалью плоскость XOZ декартовой системы координат и для измерения компоненты р„„ тензора магнитной проницаемости воздействуют на пленку постоянным магнитным полем Н,, направленным по оси OY и, воздействуя высокочастотным магнитным полем h „по оси ОХ, 20 регистрируют изменение интенсивности отраженного от поверхности пленки поляризованного луча света как функцию переменного поля, измеряют намагничен. ность пленки при нулевом значении вы25 сокочастотного поля (М1), намагниченность при максимальной величине высокочастотного поля (М2) и максимальную намагниченность (М3), производят вы-. числение тензора магнитной проницаемости, 2 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для измерения компоненты и„„ тензора магнитной проницаемости воздействуют на пленку постоянным магнитным полем, направленным вдоль оси ОХ, воздействуют высоко. частотным магнитным полем, направленным вдоль оси OY определяют соответ.— ственно М,, М, M > и производят вычисление соответствующей компоненты тензора магнитной проницаемости. 3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что для измерения компоненты р тензора магнитной проницаемости, воздействуют на пленку переменным магнитным полем, направленным вдоль оси OZ определяют соответственно М,, М, Мз, затем производят вычисление соответствующей компоненты тензора магнитной проницаемости,