SU411404A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области исследовани  процессов перемагничивани  тонких магнитных пленок (ТМП) и может быть использовано при исследовании перемагничивани  плоских СМП, у которых вектор намагниченности находитс  в плоскости пленки при воздействии периодических импульсных, гармонических , вращающихс  и т. д. магнитных полей.

Известно, что дл  получени  параметров плоской тонкой магнитной пленки используют магнитооптический эффект Керра.

Суть этого эффекта состоит в изменении состо ни  пол ризации света при отражении от намагниченной поверхности. Различают несколько видов эффекта в соответствии с взаимной ориентацией вектора намагниченности , электрического вектора падающего света и плоскости падени  света: пол рный, продольный экваториальный эффект, продольный и поперечный меридиональные эффекты, причем все они наход т применение при исследовании ТМП. При использовании этого эффекта угол поворота плоскости пол ризации линейно пол ризованного света пропорционален намагниченности в плоскости падени  света, т. е. проекции намагниченности на плоскость падени  света.

Дл  обеспечени  проведени  измерений в процессе перемагничивани  предлагаетс  способ , по которому пленку вращают вместе с системой перемагничивающих полей вокруг оси, перпендикул риой пленке, а величину и направление намагниченности определ ют в момент прохождени  светового потока через экстремум.

На фиг. 1 нредставлена схема реализации описываемого способа; на фиг. 2 - график типичной зависимости светового потока от намагниченности Б плоскости падени  света; на фиг. 3 - годограф намагниченности.

Схема (фиг. 1) содержит типичные дл  Керровской методики измерений элементы. На пленку 1 под углом падает линейно пол ризованный луч света с расходимостью менее 1°. Электрический вектор световой волны находитс  в плоскости падени  света. Отраженный от пленки луч света проходит через пол ризационную призму 2, затем через затвор 3 и попадает на фотокатод фотоэлектронного умножител  4.

Пол ризационна  нризма 1,  вл юща с  в данном случае анализатором, устанавливаетс  в такое положение, чтобы при одном из двух положений намагниченности пленки, параллельных плоскости падени  света, проход щий через нее световой поток был минимальным . Световой поток фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) преобразуетс  в электрический сигнал. Быстродействующий затвор электронно-оптический или электрооптнческин) позвол ет регистрировать световой поток, соответствующий определенному моменту процесса . (Предполагаетс , что промелсуток времени , в течение которого открыт затвор, строго фиксировав и много меньше длительности процесса перемагннчивани ).

Пусть иамагпиченности насыщени  - М« в плоскости падени  света соответствует световой поток /мип- Тогда по мере изменени  проекции намагниченности на плоскость падени  света от -MS до +Ms количество проход щего через пол ризационную призму света будет линейно возрастать от /ми„ до /макс (фиг. 2), т. е. количество проход щего через пол ризационную призму 2 света  вл етс  мерой намагниченности образца в плоскости падени  света.

Из вышеизложенного следует, что ток ФЭУ / пропорционален мгновенному значению проекции намагниченности образца на плоскость падени  света, соответствующему моменту времени fh, когда открыт затвор. Естественно, эта проекци  максимальна по абсолютной величине , если намагниченность образца в момент времени 1 находитс  в плоскости падени  света.

Следовательно, дл  того, чтобы определить мгновенное направление намагниченности ТМП в процессе перемагничивани  в некотоный момент времени 4 повтор ющегос  процесса , необходимо, враща  пленку вместе с системой пьремагничивающих полей вокруг оси, перпендикул рной пленке, добитьс  экстремального , например, минимального, значени  тока ФЭУ. Это положение соответствует памагниченности пл:енки в плоскости падени  света в момент t в направлении - MS. (Максимальному значению тока ФЭУ будет соответствовать направление +Als}.

Желательно, чтобы отраженный -от пленки луч не смещалс  в пространстве при повороте пленки. Дл  этого пеобходимо, чтобы ось, вокруг которой происходит поворот пленки вместе с системой перемагничивающих полей, проходила через центр пленки.

Пусть экстремальный ток ФЭУ в момент 4 равен /ь Этому току соответствует намагниченность /Hj (фиг. 2).

Следует отметить, что определ етс  намагниченность нормировани  к MS и равна  k-Ms, где k - безразмерный коэффициент, а MS определ етс  известпыми способами.

Таким образом достигаетс  определение мгновениого значени  величины и направле 1и  намагниченности ТМП в процессе перемагничивани . Определ   величину и направление намагниченности дл  разных моментов времени i, tz,. .. tn- процесса перемагничивани , получаем годограф памагниченности. Пусть в последовательные моменты периодического процесса to, t, tz.. . tj открываетс  затвор. При открытом в момент времени о затворе, враща  пленку вместе с системой перемагничивающих полей, наход т такое положение пленки, при котором ток ФЭУ /о минимален . При открытом в момент времени /i затворе минимум тока ФЭУ /i достигаетс  поворотом пленки (вместе с системой перемагничивающих полей) на угол ai по часовой

стрелке по отношению к предыдущему положению . Это означает, что за врем  /о-ti произошел поворот намагниченности на угол «j. По току /о, /1,.. ., /7 находим намагниченность MO, MI, . . . My. Откладыва  Mj; М-. . . М- под

углами аь «2, . а/ к MO получаем годограф намагниченности, (кп - угол меладу Мп и М,).

Поворот пленки вместе с системой перемагничивающих полей достигаетс  тем, что пленка конструктивно жестко св зана с создающими магнитные пол  устройствами (полосковые линии, соленоиды, кольца Гельмгольца и т. д.) и вращаетс  вместе с ними.

Использовапие дл  вышеназванных пзмереНИИ магнитооптического эффекта Керра позвол ет производить эти измерени  с локальных участков пленки диафрагмированием светового луча (например, освеща  только определенпый участок пленки).

Поскольку измерени  на основе эффекта Керра не основаны па изменении намагниченности , можно непосредственно сравнивать динамическую и статическую намагниченности.

Предмет изобретени 

Снособ измерени  величины и направлени  намагниченности плоской тонкой магнитной пленки, заключающийс  в том, что на плепку направл ют высокопараллельный пучок пол ризованного света, отраженный от плоскости пленки свет пропускают через исл ризационную призму, затвор и регистрируют светоприемником, отличающийс  тем,

что, с целью обеспечени  проведепи  измерений в процессе перемагличивани , пленку вращают вместе с системой перемагничнвающих полей вокруг оси, перпендикул рной пленке, а величину и нанравление намагнкчекностн

определ ют в момент прохождени  светового потока через экстремум.