Способ определения эффективного поля анизотропии в одноосных ферромагнетиках

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения и контроля параметров материалов с цилиндрическими магнитными доменами, используемых з запоминающих устройствах . С целью расширения функциональных возможностей измеряют интенсивность линии ферромагнитного резонанса при параллельной ориентации плоскости пленки относительно внешнего квазистатического поля, но при перпендикулярной и параллельной ориентациях относительно высокочастотного поля. Затем по измеренным значениям интенсивностей и резонансному полю рассчитывают эффективное поле одноосной анизотропии с помощью соотношения Н э к п х Ир где 1Р1, Ip интенсивности линии соответственно при перпендикулярной и параллельной ориентациях высокочастотного поля относительно плоскости пленки; Нр - резонансное поле.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 F 10/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ве. (21) 4667269/07 (22) 01.02.89 (46) 30.01.91. Бюл, N 4 (71) Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева (72) А.М. Зюзин и В,Н. Ваньков (53) 621.318.25(088.8) (56) Элементы и устройства на цилиндрических магнитных доменах. Справочник под ред. Н.И. Евтихиева и Б.И. Наумова, М.:

Радио и связь, 1987, с. 488. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПОЛЯ АНИЗОТРОПИИ В ОДНООСНЫХ ФЕРРОМАГНЕТИКАХ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения и контроля параметров материалов с цилиндрическими магнитными доменами, используемых в запоминающих устройстИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения и контроля параметров материалов с цилиндрическими магнитными доменами, используемых в запоминающих устройствах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, Способ основан на следующем свойстИзвестно, что интенсивность линии, определяемая поглощаемой при ферромагнитном резонансе мощностью высокочастотного (ВЧ) поля, прямо пропорциональная антиэрмитовой части тензора высокочастотной магнитной восприимчивости. Для случая линейно поляризованного

ВЧ-поля можно показать, не теряя общно„.,5U„„1624544 А1 вах. С целью расширения функциональных возможностей измеряют интенсивность линии ферромагнитного резонанса при параллельной ориентации плоскости пленки относительно внешнего квазистатического поля, но при перпендикулярной и параллельной ориентациях относительно высокочастотного поля. Затем по измеренным значениям интенсивностей и резонансному полю рассчитывают эффективное поле одноосной анизотропии с помощью соотношения Н Эф, — - -; — — -х Н> где !р1. 1р2 э 1 Р2

1Р1 интенсивности линии соответственно при перпендикулярной и параллельной ориентациях высокочастотного поля относительно плоскости пленки; Hp — резонансное поле. сти рассуждений, что указанная интенсивность будет определяться мнимой частью соответствующей диагональной компоненты тензора высокочастотной магнитной восприимчивости. Если принять, что ВЧ-поле совпадает с осью Х локальной системы координат, ось 2 направлена вдоль вектора намагниченности М, который при параллельной ориентации квазистатического поля Й относительно плоскости пленки, сонаправлен с последним, то отмеченная мнимая часть будет иметь вид

1+ М МЭ4

® " Р 2ЯСО 1 М ((э gg)

1+2 Н

1624544 где y - гиромагнитное отношение; а — параметр затухания Гильберта; е — частота.ВЧ-поля;

Н(2 — сумма проекций эффективного поля анизотропии и внешнего квазистатиче- 5 ского магнитного поля на напрзвлении М;

Йя ф — компоненты тензора эффективных размагничивающих факторов.

Проведенный анализ показывает, что в случае, если ВЧ магнитное поле направлено 10 перпендикулярно пленке, Nyyэф = 0 и выражение для интенсивности будет иметь вид гу 2 М

1- Н /2Н где К вЂ” коэффициент и ропорционал ь ности, а если ВЧ магнитное поле лежит в плоскости пленки, то ! яр К(у)ра =К вЂ” " „ Р) 20

М 1- Н. Ф/Нп à 1-(0фЛН,1

Пленка как в первом, так и во втором случае остается параллельной внешнему квазистатическому полю.

Сопоставляя (2j и (31 можно полунить 25 выражение для Н( н Ф„= I1 22 . Н" (4) р1

Таким образом, регистрируя интенсивность линии ферромагнитного резонанса Э0 (ФМР) при двух различных ориентациях, но при прочих идентичных экспериментальных условиях, можно по полученным интенсивностям и резонансному волю при параллельной ориентации определить значение эффективного поля одноосной анизотропии, Зная Н фк и Hp, легко рассчитать значение гиромагнитного отношения у.

Пример . Испытания проводились на семи образцах.

Измерения интенсивностей линии

ФМР при перпендикулярной и параллельной ориентациях плоскости пленки относительно высокочастотного магнитного поля 45

Ipz проводили на радиоспектрометре РЭ1301 с использованием измерителя магнитной индукции ШН. Измерения проводили в идентичных экспериментальных условиях, а именно постоянными оставались: положе- 50 ние геометрического центра образца; ток

СВЧ-детектора; амплитуда модуляции кваэистатического поля; коэффициент усиления схемы регистрации сигнала. На вышеназванном радиоспектрометре прово- 55 дили также измерения резонансных полей при перпендикулярной и параллельной ориентациях относительно внешнего квазистатического магнитного поля, по которым рассчитывали значения Н .+ для сопоставления со значениями Н,®, полученными с эф(() помощью предлагаемого способа.

Средние значения по результатам пяти испытаний для каждого из образцов приведены в таблице, В качестве оценки величины разброса значений Н Ф к, определяемых с помощью эф(! данного метода, в таблице приведены также среднеквадратичные отклонения о.

Расхождения в значениях Н фк,полученных с помощью предлагаемого способа и способа-прототипа, находятся в пределах среднеквадратичного отклонения.

Таким образом. способ позволяет определять значения эффективного поля одноосной аниэотропии в магнитных пленках с большими положительными и отрицательными Н фк по интенсивностям линий ФМР при параллельной ориентации пленки относительно внешнего квазистатического поля, но различных ориентациях относительно

ВЧ-поля; значения Н ф e пленках с большим значением g-фактора, когда сигнал

ФМР при перпендикулярной ориентации не регистрируется, а также определять по Нр и найденным значениям Н к величину g фактора или гиромагнитного отношения.

Формула изобретения

Способ определения эффективного поля анизотропии в одноосных ферромагнетиках по интенсивности линии ферромагнитного резонанса и резонансномуполю, отличающийся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей, измеряют интенсивности линий ферромагнитного резонанса при параллельной ориентации плоскости пленки относительно внешнего кваэистатического магнитного поля, но при перпендикулярной и параллельной ориентациях относительно высокочастотного поля, затем llo измеренным значениям интенсивностей и резонансному полю рассчитывают эффективное поле одноосной анизотропии с помощью соотношения

Н ф =-(Š— : — 2- Н", K

Ið1 гдв Ip1 и Ip2 — интенсивности линий соответвенно при перпендикулярной и параллельной ориентациях высокочастотного магнитного поля относительно плоскости пленки;

Нр — резонансное поле.

1624544

Составитель А.Лукин

Редактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Заказ 195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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