Магнитометр для исследования тонких пленок

 

257624

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 21е, 37/10

Заявлено 19.V111.1968 (¹ 1263820/18-10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 20.XI.1969. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 11.1.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МП-К G 01г

УДК 621.317.444 (088.8) МАГНИТОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК

Изобретение относится к области магнитных измерений и предназначено для исследования и контроля физических свойств тонких магнитных пленок.

Известные магнитометры, основанные на автоматическом уравновешивании вращательного;момента испытуемого образца, не обеспечивают высокой точности и широты пределов измерения, имеют сложную конструкцию подвеса, подвержены влиянию .помех и не позволяют получить непосредственную запись кривых перемагничивания.

Предлагаемый магнитометр, отличается тем, что, с целью повышения точности, расширения пределов измерения и непосредственной записи .кривых перемагничивания, в нем система компенсации выполнена в виде источника света, оптически сопряженного посредством укрепленного на подвесе отражательного элемента с двумя последовательно соединенными фотосопротивлениями, включенными на вход вибропреобразователя, выход которого через усилители соединен с реверсивным двигателем, кинематически связанным с подвесом, а записывающее устройство снабжено механическим делительным механизмом. Для повышения помехоустойчиво сти нижняя часть подвеса расположена в демпфирующей жидкости.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого магнитометра; на фиг. 2 — конструкцпя делительного механизма записывающего устройства.

Между полюсами электромагнита 1 (см. фиг. 1) на нити из селиконовой резины 2 висит

5 подвес ?, представляющий собой стержень из легкого немагнитного материала, на котором имеется гнездо для испытуемого образца и укреплено зеркальце 4. На зеркальце направлен луч:от источника света 5; отраженный луч б падает на последовательно соединенные фотосопротивления 7, 8. Вращающий момент, возникающий при взаимодействии образца с полем электромагнита, поворачивает подвес на некоторый угол, При этом отраженный луч б смещается относительно нейтральной зоны между фотосопротивлениями. Смещение луча в сторону одного из фотосопротивлений вызывает положительный сигнал. в сторону другого — отрицательный, Сигнал с фотосопротивлений поступает на вход блока 9, содержащего вибропреобразователь, усилитель напряжения и усилитель мощности. Выходной сигнал блока 9 через трансформаторную связь включает реверсивный двигатель 10, вращая его в ту или иную сторону в зависимости от полярности сигнала. Двигатель 10 посредством сельсинов 11, 12 приводит подвес в исходное состояние и одновременно смещает каретку с записывающим пером 1? в направлении, указанном стрелкой 14. Каретка с пером расположе257624 на на подвижном столике 15, который при изменении напряженности О магнитного поля смещается в направлении, указа ином стрелкой 1б. Напряженность магнитного поля изме.няют посредством изменения тока в обмотке электромагнита путем регулировки сопротивлений 17 с помощью двигателя 18 и соответствующих реле, Величину тока фиксирует амперметр 19 с зеркальной шкалой, на которую падает луч от.источ ника света 20. Стрелка амперметра 21 удерживается в освещенной области,,при этом от шкалы отражаются два луча, падающие на фотодиоды 22, включенные на вход блока 28, аналогичного блоку 9.

Выход стрелки из нейтральной области приводит к перекрытию одного из лучей, что вызывает сигнал на выходе блока 28, включающий реверсивный д вигатель 24, который смещает столик 15 и с помощью обратной связи возвращает источник 20 в первоначальное положение.

Таким образом, обеспечивается непосредственная запись зависимости магнитного момента М от напряжевности И. Для лолучеиия непосредственной записи кривых перемагничивания записывающее устройство снабжено делительным механизмом (см. фиг. 2), осуществляющи м автоматичеокую опер ацию деления магнитного момента М на напряжен!ность H.

На неподвижной раме 25 столик 2б смещается пропорционально напряжен ности Н, а каретка

27 — пропорционально магнитному моменту

М. При смещении столика и каретки 27 с помощью рычага 28, в паз которого входят кулачковые пальцы 29, 80, смещается каретка

81 с пером 82. В результате этого перо вычерчивает зависимость пропорциональную /р (Н), где 1 р — проекция вектора намагниченности испытуемой пленки на направление Ир — — Н„,8, где Π— угол между направлением магнитного поля и плоскостью лле ки.

Подвес с нитью, связанный с вращающейся частью кинематического узла, выполнен съемным и не подвержен влиянию рассеянных магнитных полей и воздушных потоков, Для

5 устранения вибрационных помех нижний конец подвеса 8 расположен в демпфирующей жидкости, которая увеличивает время релаксации, практически не снижая чувствительности прибор а.

10 Магнитометр позволяет производить измерения в диапазоне полей 0 — 20000 э, обеспечивая чувствительность до 10 —" н.,я./дел. в области малых отклонений подвеса от состояния равновесия.

П р едмет из о бретен ия

1. Магнитометр для исследования тонких

20 пленок, содержащий электромагнит, подвес, систему автоматической компенсации вращательного момента испытуемого образца и записывающее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, расширения пределов измерения и непосредственной записи кривых перемагничивания, iB нем система компенсации выполнена в виде источника света, оптически со пряже и ного посредством укрепленного на под весе отражательного элемента с двумя последовательно соединенными фотосопротивлениями, включенными на вход вибропреобразователя, выход которого через усилители соед ине н с реверсивным двигателем, кинематически связанным с подвесом, а записывающее устройство снабжено механическим делительным механизмом, 2. Магнитометр;по п, 1, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, 40 нижняя часть подвеса расположена в демпфирующей жидкости.

257624

Фьг,/ сваг 2

Состав п ель В. Н Федина

Техред T. П, Курплко Корректор Л. В. Юшина

Редактор В, Сорокин

Заказ 248/2406 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»