Способ измерения поля анизотропии тонких магнитных пленок

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскии

Социалистическими

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08,Х.1966 (М1106416/26-24) 1(л. 42m, 14

21а>, 37/10

" присоединени(м заявки №

МПК G 06f

Н 03k

УД K 681.327.66:621.317.4..002. 23 (088.8) Приоритет

Опубликовано 13.Х1.1967. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 30.1.1968

Комитет по делам иаооретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. И. Август

Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯ АНИЗОТРОПИИ ТОНКИХ

МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК

Известны способы измерения поля анизотропии тонких магнитных пленок с одноосной анизотропией.

Предложенный способ отличается тем, что для осуществления непосредственного измерения поля анизотропии пленки в процессе ее изготовления вдоль оси трудного намагничивания пленки формируют меняющееся по знаку поле с амплитудой, меньше амплитуды поля анизотропии, а вдоль оси легкого намагничивания создают магнитное поле, амплитуду которого меняют от нуля до значений, больших поля анизотропии, фиксируют максимальае значение индукции вдоль оси трудного намагни тивания и ес текущее значение и при достижении заданного отношения максимального значения к текущему измеряют мгновенное значение результирующего поля вдоль оси легкого намагничивания.

В качестве входной величины при измерении предлагаемым способом используется амплитуда составляющей индукции пленки, направленной вдоль трудной оси. Эта величина пропорциональна sinO, где 0 — угол между направлением намагниченности и легкой осью. Так как поле, приложенное вдоль трудной оси, мало, то х(0) =Asin8= СН,sin t, где:

Н, — амплитуда поля, приложенного вдоль трудной оси; ш — частота этого поля;

А, С вЂ” постоянные, зависящие от метода измерения и свойств пленки.

Величина х(0), пропорциональная sin8, определяется с помощью датчика, основанного на магнитооптическом эффекте, с соответственно расположенными съемными витками, а э.д.с., получаемая со съемных витков, в оощем случае, интегрируется.

Максимальная амплитуда величины х(0), 10 наолюдаемая, когда поле вдоль легкой оси—

Н =О, запоминается и, в момент, когда при увеличении этого поля амплитуда х(0) уменьшается в и раз по сравнению с максимальным значением, величина поля Hi измеряется (по мгновенному значению тока в перемагничивающих катушках), Если измеренное мгновен/1 1 ное значение поля Нс — — hc (— ), то Н»= ht. n)

n — 1

/1

20 и, в частности, при n=2 Н, = Йт. (— ) .

Если амплитуда поля Н, неизменна и величина постоянных А и С не меняется за время измерения, то результат измерений не зависит от абсолютного значения составляющей индукции, т. е. не связан с методом определения этой составляющей, толщиной пленки и т. п.

Описанный способ основан на том, что при

30 отсутствии намагничивания смещением границ

205372

Н вЂ” h

sin 8 = — sin ()о

Л

Составитель в. М. Щеглов

Техред T. П, Курилко Корректор М. П. Ромашова

Редактор Утехина

Заказ 4595/19 Тираж 535 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова д. 4

Т))пография, пр. Сапунова, 2

1(аправ чeниe Вектора намагниченности удовлетворяет известному уравнению Стонера—

Вольфарта

Н, sin 8 cos О = Нгcos Π— HI. sin О, (1) где; Н, — поле анизотропии пленки;

Нг — поле вдоль трудного направления;

HI. — поле вдоль легкого направления;

Π— угол между легкой осью и направлением вектора намагниченности пленки.

Поле Н/. считаем совпадающим по направлению с направлением проекции вектора намагниченности на легкую ось.

При Н/. =О, Нт-(Н,,уравнение принимает вид

H,= (2)

При постоянном поле Нг прикладываем поле Н/. до тех пор, пока sin(O) не уменьшится в и раз, уравнение (1) для этого случая записывается в виде

Решая совместно уравнения 2 и 3, получаем

H,= (n — () Нт+ Л (— ) . .(4)

1 (n — 1) и и

Для Нг ((Н уравнение (4) упрощается

5 / где h †) — то значение поля Hr., при ко и) тором sinO уменьшается в и раз.

Например, для и=2 Н, =hI, (— ) . При Нг (/1(10 (0,5Н„, что соответствует ()о 28, Ошибка, как следует из уравнения 4, не превышает Зо/о, поэтому для малых полей Нг и небольших и использование упрощенной формулы (4) является вполне допустимым.

Предмет изобретения

Способ измерения поля анизотропии тонких магнитных пленок с одноосной анизотропией, отличающийся тем, что, с целью осуществления непосредственного измерения поля анизотропии пленки, в процессе ее изготовления, вдоль оси трудного намагничивания пленки формируют меняющееся по знаку поле с амплитудой, меньшей поля анизотропии, а вдоль оси легкого намагничивания создают магнитное поле, амплитуду которого меняют от нуля до значений, больших поля анизотропии, фиксируют максимальное значение индукции вдоль оси трудного намагничивания и ее текущее значение и, при достижении заданного отношения максимального значения к текущему, измеряют мгновенное значение результирующего поля вдоль оси легкого намагничивания.