SU911270A1 - Способ контрол физических параметров тонких пленок - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к техничес- -; кой физике и может быть использовано при разработке устройств дл  измерений контрол  физических параметров тонких пленок больших размеров, в том числе эпитаксиальных ферритгранатовых систем (ЭФГС) , методом радиоспектроскопии. .

Известен способ контрол  физических параметров пленок по сигналу магнитного резонанса, когда образец помещают в резонатор стандартного спектрометра электронного парамагнитного резонанса 13.

Однако чувствительность измерений определ етс  чувствительностью .спектрометра, поэтому максимальные размеры контрольных пленок, KOTojaae могут исследоватьс  без разрушени , ограничены размерами рабочей области резонатора

Наиболее близким к п|)едлагаемому  вл етс  способ контрол  физических параметров тонких пленок основанный на измерении 3jleKTpOHHoro параили ферромагнитного резонанса образца , при облучении его мощностью резонатора . Исследуемь1й образец располагают с внешней стороны резонатора и через отверсти  в стенке резонатора осуществл ют св зь н-компоненты пол  СВЧ с локальной областью образца. Этот способ позвол ет избирательно по площади пленки измер ть параметры образцов, которые про вл ют достаточно интенсивные магниторезонансные свойства (например, магнитна  пленка ЭФГС) 2,

Однако такой способ уступает по

10 чувствительности традиционному способу -измерени , когда образец помещают jBHyTpb стандартного высокодобротного резонатора, из-за слабой образца с резонансной систе15 мой измерительного устройства, резкому изменению частоты и добротности резонатора при помещении в него массивного фёррмагнетика.

Цель изобретени ,- повышение

20 чувствительности при исследовании образцов локальных участков больших размеров.

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу контрол  25 физических параметров тонких пленок, основанному на измерении эле стронного пара- или ферромагнитного резонанса образца при облучении его мощностью резонатора,.экранируют .весь 30 образец провод щим экраном с отверстием , располагают плосжости экрана перпендикул рно Е-компоненте пол  сверхвысоких часто.т (СВЧ) в резона торе, соедин ют в единое целое про вод щий экран и резонатор., создают резонансные услови  на образце при изменении магнитного пол  поочерёдн в разных .точках образца через сквоз ное отверстие в провод щем экране, совпадающее с максимум Н-компоненты пол  СВЧ, Дл  реализаций максимальной чувствительности измерени  требуетс  обеспечить сильную св зь Н-компонен ты пол  СВЧ, возбуждаемого в резона торе с исследуемой локальной област образца. Это достигаетс  введением образца в полость резонатора. При этом, дл  устранени  вли ни  внодимых диэлектрических потерь от остал ной части образца на характеристики резонатора и, в первую очередь, на его добротность, в резонатор введен плоский провод щий экран, охватываю щий образец. Расположение экрана в полости резонатора и его закреплени осуществл етс  с учетом структуры пол  и тока СВЧ. Поскольку экран представл ет из себ  достаточно тонкие провод щие поверхности, во всех точках нормальные к электричес ким силовым лини м и касательные к магнитным силовым лини м, то, например , в пр моугольном резонаторе, возбужденном на волне и т. п поле данной, волны, возмущено не будет . Дл  св зи СВЧ-пол  с исследуемой область,ю образца в максимуме Н-компоненты экран имеет сквозное отверстие. На фиг. 1 изображен пр моугольный резонатор ,; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1;. на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2. Плоский провод щий экран 1 введен в резонатор 2 нормально электри ческим силовым лини м и закреплен в плоскост х 3 и 4 резонатора 2. Исследуемый образец. 5 помещен в экран 1, при этом св зь образца 5 с полем СВЧ осуществл етс  через сквозное отверстие б в экране 1. Путем Перемещени  образца 5 относительно отверсти  -б последовательно осуществл етс  регистраци  спектров и расчет контролируемых парс1метров в каждой контрольной точке по площади пленки. Введение в рабочую область резои атора , ограниченную плоским экраьГом , общей толщиной 1,5 мм и шири 1Ч П i JJlVJ,n.n.jn J. / J ЛЩУ И ММ, пленки ЭФГС (V,S4j(Fe,Ga: ной 62 ром 60 мм и толщиной 0,65 мм, диаметром а также плоского водосодержащего образца тех же размеров, про вл етс  как результат взаимодействи  СВЧ-колебаний резонатора только с локальной областью образца, добротность резонатора сохран етс  высокой . Чувствительность предлагаемого способа контрол  оценена путем сравнени  спектров ферромагнитного резонанса от пленки (V,Svn)2, (Fe,Ga)O диаметром 3 мм, записанных на спектрометре Е-112 Varian (США) с пр моугольным резонатором Е-231, и-той же пленки диаметрами 3,6, 30 и 60 мм с резонатором, реализующим предлагаемый способ. Обработка полученных спектров, -с учетом различи  в добротност х резонаторов, показала, что предлагаемый способ может обеспечить н.еразрушающий контроль физических параметров тонких пленок больших размеров с чувствительностью практически равной чувствительности обычных спектрометров ЭПР. Изобретение обеспечивает выигрыш в чувстг вительности в 8-10 раз. При этом можно получить разрешающую способность контрол  по площади пленки менее 2 мм в диаметре. Формула изобретени  Способ контрол  Физических параметров тонких пленок, основанный на измерении электронного пара- или , ферромагнитного резонанса образца, при облучении его мощностью резонатора , о т л и ч а ю щ ий с   тем, что, :с ц-елью повышени  чувствительности , экранируют весь образец провод щим экраном .с отверстием, располагают плоскости экрана перпендикул рно Е-компоненте пол  сверхвысоких частот (СВЧ) в резонаторе, соедин ют в единое целое провод щий экран и резонатор, создают резонансные услови  на образце при изменении магнитного пол  поочередно в разных точках образца через сквозное отверстие в провод щем экране, совпадающее с максимумом Н-компонен- . ты пол  . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бусол Ф.И., Васильев А.Г., Галкин А.А. и др. Температурна  зависимость одноосной магнитной анизотропии эпитаксиальных пленок.- Физикэ твердого тела , 1979, 21, №11, с. 3472 - 3474.
2. 2.Суху Р., Магнитные тонкие пленки , М., 1967, с. 278 (прототип).

   /г -. 1( (с/

   4х| |.н,|Г.;)|Й1

   ;: JI I J nl V J II V

   .-1 -i) i vL

   .7.,.,,..y, -..,,Т;,.,.,,,;y.,,2m

   5- 11

   J)

   (DW8.