Способ измерения скорости насыщения доменных границ в одноосных пленках ферритов-гранатов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров материалов с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД). Цель изобретения - упрощение способа измерения скорости насыщения доменных границ и упрощение устройства для измерения скорости доменных границ (ДГ). Способ основан на воздействии на пленку, помещенную в постоянное поле смещения стабилизирующего ЦМД, периодически повторяющейся (с частотой 50-1000 Гц) последовательности из трех синхронизированных импульсных полей смещения, направленных соответственно вдоль (1-й импульс) и против (2-й и 3-й импульсы) постоянного поля смещения, в результате чего в пленке образуется круговая область местоположений ЦМД. При этом в поле зрения поляризационного микроскопа возникает контрастное световое пятно, радиус R которого определяется величиной скорости насыщения доменных границ V и длительностью &Tgr;<SB POS="POST">3</SB> третьего импульсного поля. Скорость насыщения ДГ определяется по формуле V=(R-D/2)/&Tgr;<SB POS="POST">3</SB>, где D - начальный диаметр ЦМД. Устройство для измерения скорости насыщения ДГ ЦМД, основанное на поляризационном микроскопе 8, включает катушку поля смещения 6 с источником 7 питания, три концентрических кольцевых проводника 1 - 3, расположенных на прозрачной диэлектрической подложке 4 и подключенных к синхронизированным между собой импульсным генераторам 9 - 11. Образец 5 располагают под концентрическими кольцевыми проводниками 1 - 3. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СООЗ СОЕЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Е <11> (51) 5 1.1 С 1.1 j.14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСКОИГК СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 44.1 2434/24-24 (22) 18.04.88 (46) 07.05.90. Бюл. М 17 (71) Донецкий Физико-технический институт АН УССР (72) А.И. Линник, А .М. Прудников и Т,А. Линник (53) 681,327.66(088.8) (56) J.App1, Phys, 1 978, чо1.49, У 3, р. 1847-1849.

Proc. Inter. Conf.Ferrites.—

Univ. Tokyo Press, 1971, р.361. (54) CIIOCOB ИЗЖРЕНИЯ СКОРОСТИ НАСЬШ!ЕНИЯ ДОИЕННЫХ ГРАНИЦ В ОДНООСНЫХ

ПЛЕНКАХ ФЕРРИТОВ-ГРАНАТОВ И УСТРОЙ.СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

2 (57) Изобретение относится к вычис- лительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров материалов с цилинд рическими магнитными доменами (ЦИД), Цель изобретения — упрощение способа измерения скорости насыщения доменных границ и упрощение устройства для измерения скорости доменных границ (ДГ). Способ основан на воздействии на пленку, помещенную в постоянное поле смещения стабилизирующего

ЦИД, периодически повторяющейся (с

: частотой 50-1000 Гц) последовательности из трех синхронизированных импульсных.полей смещения, направленных соответственно вдоль (l -й им1562955

10 пульс) и против (2-й и 3-Р импульсы) постоянного поля смещения, в результате чего в пленке образу. ется круговая область местоположений ЩчД. При этом в поле зрения полярнзационного микроскопа возникает контрастное световое пятно, радиус R которого определяется величиной скорости насьпцеНия доменных границ V и длительно-! стью т, третьего импульсного поля.

Скорость насыщения ДГ определяется по формуле V = (R — -) /С где d

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при измерении динамических параметров материалов с цилиндричесКими магнитными доменами (ЦМД) .

Целью изобретения является упрощение способа измерения скорости насьпцения доменных границ и упрощение устройства для измерения скорости насыщения доменных границ, На фиг. 1 показана блок-схеМа устройства; на фиг. 2 — система коль- 3р ценых концентрических проводниковых аппликаций (стрелками указано направление токов); на фиг. 3 — последовательность синхронизированных импульсов полей смещения.

На пленку, помещенную в перпендикулярное ее плоскости постоянное магнитное поле смещения с наттряженностью, соответствующей диапазону полей устойчивости ЦМД, воздействуют с перио- 4р дически повторяющейся частотой 501000 Гц последовательностью из трех тпмттульсньтх полей смещения, первое из которых, направленное вдоль постоянного поля смещения, переводит плен- 45 ку в состояние насьпцения, второе импульсное ноле, направленное против постоянного поля смещения, вызывает зарождение одиночного Ц1ЛД в выбранном месте пленки, третье импульсное по- 5р ле, направленное также против постоянного поля смещения, расширяет указанный П1чД, а максимальное расстояние, которое проходит доменная граница (ДГ) Ц1тД, определяется скоро-.

>5 стьтт> насыщения ДГ и длительностью импуль са .

Начальный диаметр LIPJJ d определяют перед включением третьего импульсначальный диаметр ЦМД. Устройство для измерения скорости насьпцения

ДГ ЦМД, основанное на поляризационном микроскопе 8, включ а ет катушку поля смещения 6 с источником 7 питания, три концентрических кольцевых проводника 1 -3, расположенных на прозрачной диэлектрической подложке 4 и подключенных к синхронизированным между собоР импульсным генераторам 9-11. Образец 5 располагают под концентрическими кольцевыми проводниками 1-3. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. ного магнтлтного ттоля, т.е, когда амплитуда выходного сигнала генератора равна нулю. После измерения увеличивают амплитуду третьего импульсного поля смещения до величины, равной половине постоянного поля смещения. 3aтем увеличивают длительность импульса <З до получения в поле зрения микроскопа пятна фиксированного радиуса R.

При периодическом повторении указанной последовательности из трех импульсных полей смептения в пленке возникает область возможных местоположений ЦМД, представляющая собой круговое пятно, радиус R которого равен максимальному расстоянию продвижения ДГ ЦМД от своего первоначального положения за время, равное длительности С третьего импульса. Скорость насыщения ДГ ЦМД определяют по формуле с1

1т

V = л > с з где d — начальныР диатлетр Цт1Д перед расширением.

Устройство для определения скорости насьпцения ДГ (фиг.1) содержит проводниковые кольцевые аппликации

1-3 круглого сечения, расположенные на прозрачной, диэлектрической подложке 4, исследуемую пленку 5 феррита-граната, катушку 6 подмагничивающего постоянного полц с источником 7 тока, поляризационный микроскоп 8, генератор 9 импульсов, подключенный к аппликации 1, генератор

10 импульсов, подключенный к аппликации 2, и генератор 11 импульсов, подключенный к аппликации 3. Генера15629 торы 10 и 11 синхронизированы по времени с генератором 9.

Система аппликаций 1-3 (Фиг.2) изображена в плоскости Z.= =0 с указанием стрелками направлений токов.

Размеры аппликаций таковы: диаметр сечения проводников 10-20 мкм, диаметр внутренней аппликации 2 1020 мкм, диаметр аппликаций 1 и 3 около 300 мкм и несколько больше поля зрения микроскопа. Заштрихованный круг радиуса R отображает контрастное круговое пятно, возникающее в поле зрения при воздействии на пленку заданных магнитных полей.!

Устройство работает следуюп!им образом.

Исследуемую пленку 5 (фиг.l) осве- 20 щают поляризованным светом, и ее доменную сруктуру наблюдают в микроскопе 8. Током в катупп«е 6 создают перпендикулярное плоскости пленки постоянное магнитное поле смещения 25

Н, напряженность которого находится в области существования Ц1!Д для данной пленки (между полем коллапса

Ц1Щ и полем эллиптической неустойс чивости). Током в кольцевой аппли- 30 кации (Фиг.l и 2) периодически создают импульсы стирающего поля смещения Н 1, направленного вдоль по-! стоянного магнитного поля смещения

"-са Амплитуду импульсов увеличивают до исчезновения остаточной доменной структуры. При этом пленка намагничивается до насьпцения. Током в кольцевой-аппликации 2 периодически создают импульсы зарождающего поля 40 смещения (Н „ ), направленного противоположно постоянному полю смещения

Н !. Амплитуду импульсов Н увеличивают до периодически вознйкающего одиночного. ЦМД с диаметром d в цент- 45 ре аппликации 2. Током в кольцевой: аппликации 3 периодически создают импульсы расширяющего поля смешения

Н, направленного противоположно ьэ постоянному полю смещения Н . Вели- 50 чина расширяющего поля Н!! состав3 ляет порядка 0,5 от величины постоянного поля смещения Н . ДлительНосТ y ca 3 генератора 11 изменяют до тех пор, пока радиус види- 55 мого в окуляр микроскопа 8 пятна не достигнет выбранной отметки окуляра, соответствующей фиксированному радиусу R. Фиксируют величину длительно55 6 сти !.. Скорость насыщения Ч определяют по формуле

«!

R- Ъ

Ч о л

"э где К

n„„ э

Формула изобретения! . .Способ измерения скорости насьпцения доменных границ в адноосных пленках ферритов-гранатов, основанный на воздействии на пленку импульсным и постоянным магнитньп!и полями смещения, перпендикулярными плоскорадиус пятна, — длительность расширяющего импульса;

d — начальный диаметр ЦИД перед расширением.

Длительность импульсов,, С генераторов 9 и 10 выбирают в диапазоне

1-10 мкс. Радиус пятна берут равным

50-100 мкм. Задержку импульсов генераторов !О и 11 относительно импульса генератора 10 берут равным t и 2t соответственно, причем t выбирают в диапазоне 20-50 мкс. Временная диаграмма последовательности импульсов генераторов 9-11 представлена на фиг.3. Период Т повторения указанной последовательности выбирается в пределах l -20 мс. Способ допускает автоматизацик измерения скорости насьпцения путем фотометрирования участка пленки, занимаемого пятном, и фиксации соответствующей длительности третьего импульса.

Сопоставительный анализ с известным устройством позволяет сделать вывод, что к предлагаемому устройству не предъявляются повьппенные требования па точности измерения линейных размеров, так как размеры объекта, подлежащего измерению, соответствуют 100-200 мкм, что при точности измерения порядка 1 мкм дает ошибку менее IX. Кроме того, длительности импульсов, применяемых в предлагаемом устройстве, имеют величину более

1 мкс, поэтому достаточная прямоугольность этих импульсов может быть достигнута при пониженных требованиях и длительности фронта и спада этого импульса в сравнении с известным устройствам, что требует применения менее дорогого и сложного импульсного генератора.

1562955 сти одноосной пленки, и наблюдении доменной структуры пленки в поляризованном свете, о т л и ч а ю щ и й-1 с я тем, что, с целью упрощения спо5 соба измерения скорости насыщения доменных границ и упрощения устройства для измерения скорости насыщения доменных границ, на пленку воздействуМт периодически повторяннцейся с час-10 то той 50-1000 Гц последовательностью тр6х синхронизированных импульсных магнитных полей смещения, из которых первое импульсное магнитное поле смещения .направлено вдоль постоянного 15 маГнитного поля смещения, а второе и третье " против постоянного магнитного поля смещения, увеличивают амплитуду первого импульсного магнитного поля до исчезновения в пленке домен- 2р ной структуры, увеличивают амплитуду второго импульсного магнитного поля смещения до образования в пленке одино1 ного цилиндрического магнитного доМена, измеряют диаметр одиночного циЛиндрического магнитного домена d, увеличивают амплитуду третьего импульсного магнитного поля смещения до величины, равной половине постоян.ноГо магнитного поля смещения, причем Зр нанряженность третьего импульсного магнитного поля смещения устанавливают в диапазоне, обеспечивающем устойчивость цилиндрического магнитного домена„ изменяют время воздействия третьего импульсного магнитного поля на выбранный участок одноосной пленки до получения кругового пятна заданного радиуса R, фиксирукт длительность третьего импульсного магнитного поля смещения, а скорость насыщения доменных границ определяют по Формуле с3

R — у о

2. Устройство для измерения скорости насыщения доменных границ в одноосных пленках Ферритов-гранатов, содержащее поляризационный микроскоп, источник постоянного магнитного поля смещения в виде катушки индуктивности с регулируемым источником тока, источник импульсного магнитного поля смещения в виде катушки индуктивности иимпупьсные генераторы, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что катушка импульсного поля смещения выполнена в виде трех концентрических проводниковых кольцевых аппликаций,расположенных на прозрачной п . ложке и подклю-. ченных к соответствующим импульсным генераторам, синхронизированным между собой, I

156295S

Корректор Т. Г!алец

Тираж 485

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1067

Составитель А. АнуФриев

Техред Л.Сердюкова