Способ измерения температуры

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении локального распределения температуры в микрообъектах . Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности измерений за счет увеличения отношения сигнал - шум при регистрации перемагниченных областей. В качестве термочувствительного элемента (ТЧЭ) используют висмутсодержащую эпитаксиальную пленку феррит-граната состава (Y, Lu, Bi)j (Fe, Ga) 0,j. Ha намагниченный до насьщения ТЧЭ воздействуют импульсным перемагничивающим полем с длительностью импульса 0,02 - 1 мкс. Одновременно импульсно освещают ТЧЭ для наблюдения динамических доменов с обратной намагниченностью в отраженном свете. 1 з.п. ф-лы. 30 ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1 (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н Д BTOPCHGMV СВИДЕТЕПьсТВУ (21) 3874357/24-10 (22) 22.03.85 (46) 23.06.87. Бюл. Р 23 (71) Институт общей физики АН СССР (72) И.IO.Êóêóøêèíà, В.В.Рандошкин и N.È.Òèìoøå÷êèí (53) 536.53(088.8) (56) Рапдошкин В.В., Червонепкис А.Я.

Состояние разработок магнитооптических устройств. Радиоэлектроника (состояние и тенденции развития) НИИЭИР, 1985, тетр.II. с. 72-80.

Авторское свидетельство СССР

Р 669220, кл, G 01 К 7/38, 02.09.77. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении локвльчого распределения температуры в микрообьектах. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений за счет увеличения отношения сигнал— шум при регистрации перемагниченных областей. В качестве термочувствительного элемента (ТЧЭ) используют висмутсодержащую эпитаксиальную пленку феррит-граната состава (7, Lu

В1) (Fe, Ga) < О z. На намагниченный до насыщения ТЧЭ воздействуют импульсным перемагничивающим полем с длительностью импульса 0,02 — 1 мкс.

Одновременно импульсно освещают ТЧЭ для наблюдения динамических доменов а с обратной намагниченностью в отраженЖ ном свете. 1 з.п. ф-лы.

1 13

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения локального распределения температуры в микрообьемах, в частности, интегральных схемах.

Целью изобретения является повьппение быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал — шум при регистрации перемагниченных областей.

Известно, что при импульсном перемагничивании пленок феррит-гранатов из насыщенного состояния пороговое поле неоднородного вращения намагниченности Н монотонно зависит от температуры Т, поэтому, регистрируя пороговое поле неоднородного вращения намагниченности, можно судить о локальном значении Т.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Вначале к термочувствительному пленочному элементу прикладывают поле

Н > Н нас (Т) где Н нас (Т) — максимальное значение ноля насыщения для пленочного элемента в измеряемом интервале температур. Как следствие, в элементе исчезают домены, невыгодно намагниченные по отношению к полю

Н „ . После приложения импульсного поля Нд противоположной полярности в э областях, для которых Н„э Н,„+Н„.(Т) (Н, — эффективное поле анизотропии термочувствительного пленочного элемента при температуре Т), происходит неоднородное вращение намагниченности, приводящее к образованию нестабильных динамических доменов с обратной намагниченностью, доменные стенки которых движутся. Опыт показывает, что эти домены появляются через 0,020 05 мкс. При длительности импульса магнитного поля более 1 мкс положение доменных стенок значительно отличается от положения изотерм. Амплитуда перемагничивающего поля позволяет судить от температуре не всего домена с обратной намагниченностью, а лишь его доменных стенок в момент зарождения.

При минимальных значениях Н„ домены зарождаются в областях с наибольшей Т, и наоборот. В одноосных висмутсодержащих эпитаксиальных пленках феррит-гранатов, не содержащих магнитных ионов в додэкаэдрической подрешетке, зависимость Нэ (Т) являЭФ ется монотонной в диапазоне 0(T (18807 2

<550 К, причем Н „ может изменяться от 0 до < 5000 Э. Точность измерения порогового поля неоднородного вращения, как показывает опыт, составляет

5 Э, что обеспечивает точность измерения температуры. не хуже 0 5 К во всем диапазоне температур.

Динамические домены с обратной намагниченностью проявляются через

1О 0,02-0,05 мкм, что определяет минимальную длительность импульса магнитного поля. Для обеспечения точности регистрации положения изотерм не хуже

+ 1 мкм длительность импульса поля

15 не должна превьппать 0,5-1 мкс. Для обеспечения максимальной магнитоопти- . ческой эффективности при регистрации доменов с обратной намагниченностью термочувствительный пленочный элемент

20 следует выполнить из Bi-содержащей эпитаксиальный пленки феррит-граната состава: (Y, Lu, Bi) (Fe,G а) O,z.

Использование в качестве термочувствительного элемента низкокоэрцитивной висмутсодержащей пленки ферритграната позволяет повысить отНошение сигнал — шум, при регистрации перемагниченных областей вследствие высокой магнитооптической добротности

30 материала, а также снизить энергопотребление, поскольку для намагничивания пленок феррит-гранатов до насыщения необходимо магнитное поле 100 Э, тогда как для большинства других тер35 момагнитных материалов 10 Э.

Отношение сигнал — шум считывания информации магнитооптическим методом определяется прежде всего магнитооптической добротностью =20 /Ы, где

eF — удельное фарадеевское вращение; о — коэффициент поглощения. В пленках феррит-гранатов значения О и п практически не зависят от типа редкоземельных ионов, а величина макси45 мальна.

Существенность интервала длительностей перемагничивающего импульса установлена в большом числе экспериментальных работ. Приведенные значения границ оптимального интервала даны для пленок (Y,Lu,Bi) (Fe,Ñà) 0, с учетом всех факторов, включая повышение быстродействия и точности из55 мерении

Регистрацию доменов с обратной намагниченностью проводят при разных значениях амплитуды импульсного поля, и по положению границ областей, заняФормула и з обретения

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что длительность импульса перемагничивающего поля составляет 0,02-1 мкс.

Составитель Г.Рязанцев

Техред В.Кадар Корректор А.Ильин

Редактор Н.Егорова

Заказ 2498/32 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

3 131880 тых доменами с обратной намагниченностью, судят о положении иэотерм.

Пример. В качестве термочувствительного пленочного элемента используют эпитаксиальную пленку (7, Lu,Bi)+ (Fe,Ga)<0<„a которой Н „изменяется от 0 при Т-503 К до 1980 Э при T=294 К практически по линейному закону. После насыщения оно равно

321 Э при комнатной температуре. Пос-fp тоянное поле смещения, которое приI кладывают с помощью катушки индуктивности, составляет 400 Э. Испульсное поле Н„ прикладывают с помощью катушек Гельмгольца диаметром 3 мм. Его f5 максимальная амплитуда достигает

3000 Э. Динамические домены с обратной намагниченностью наблюдают с помощью эффекта Фарадея в отраженном свете при использовании в качестве 2р источника света импульсного лазера на красителе, синхронизованного с источником импульсного магнитного поля. Длительность импульса подсветки не превышает 8 нс. Регистрируют топо-25 граммы тепловых полей прямолинейного проводника с током, напыленного на стеклянную подложку и находящегося в контакте с пленкой феррит-граната.

По мере увеличения Н ширина области,3p занятой доменами с обратной намагниченностью, монотонно увеличивается.

7 4 Максимальное значение Т=329 К получено в центре проводника. Точность измерения + 0,3 К.

1. Способ измерения температуры, включающий намагничивание термочувствительного элемента до насыщения,, воздействие на него импульсным перемагничивающим полем, освещение термочувствительного элемента, регистрацию перемагниченных областей последнего и определение температуры по амплитуде перемагничивающего поля, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал— шум при регистрации перемагниченных областей, в качестве термочувствительного элемента используют висмутсодержащую эпитаксильную пленку феррит-граната состава (Y,Lu,Bi)> (Fe, Ся) 0 а освещают чувствительный элемент импульсно во время действия перемагничивающего поля.