Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик магнитных пленок. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения коэрцитивной силы/Устройство содержит источник 1 света , поляризатор 2, образец 3, микроскоп 4, анализатор 5, телекамеру 6, усилитель-формирователь 7, селектор 8 кадровых импульсов , элемент И 9, счетчик 10, дешифратор 11-, триггер 12, счетчик 13, регистры 14, 15, элемент ИЛИ 16, счетчик 17, элементы И 18, 19, генератор 20 опорной частоты, аналогоцифровые преобразователи 21, 22, двухкоординатный самописец 23, дешифратор 24, триггер 25, источник 26 питания, коммутатор 27, источник 28 тока, катушку 29 магнитного поля. 2 ил. . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 33/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ.ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".,(/)

С:

Р%

Э °

Зебр

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4604384/21 (22) 09 11.88 (46) 07,03.92. Бюл. И. 9 (72) С;И.Нестеренко, А,Г.Талуц и Г.Ф.Грязев (53) 621,317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11665577000044, кл. G 01 R 33/05, 1991. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЗРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ДОМЕНОСОДЕРЖАЩИХ.CT.ÐÓÊTÓÐ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения характеристик магнитных пленок. Цель изобретения — рас„„рЦ„„1718161 А1 ширение функциональных воэможностей за счет обеспечения измерения коэрцитивной:. силы. Устройство содержит источник 1 света, поляризатор 2, образец З,микроскоп 4, анализатор 5, телекамеру 6; усилитель-формирователь 7, селектор 8 кадровых импульсов, элемент И 9, счетчик 10, дешифратор

11; триггер 12, счетчик 13, регистры 14, 15, элемент ИЛИ 16, счетчик 17., элементы И 18;

19, генератор 20 опорной частоты, аналогоцифровые преобразователи 21, 22, двухкоординатный самописец 23, дешифратор 24, триггер 25, источник 26 питания, коммутатор 27, источник 28 тока, катушку 29 магнитного поля. 2 ил, 1718161 и 15, через элемент ИЛИ 16, к первому входу 30

45

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к контролю параметров доменосодержащих структур, используемых в качестве запоминающей среды а устройствах памяти на цилиндрических магнитных доменах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет послойного измерения величины коэрцитивнай силы.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур (фиг.1) содержит оптически связанные источник 1 света, поляризатор 2, образец 3, микроскоп 4, анализатор 5 и телевизионную передающую камеру 6, выход которой подключен к входам усилителя-формирователя

7 и селектора 8 кадровых синхроимпульсов.

Выход селектора 8 кадровых синхроимпульсов подключен через элемент И 9 к первому входу счетчика 10, выход которого. соединен с входом дешифратора 11. Выходы дешифратора 11 подключены к входам триггера 12, первым входам счетчика 13 и регистров 14 счетчика 17, а также к первым входам элементов И.18 и 19, на другие входы которых поступают сигналы от генератора 20 опорной частоты и. усилителя-формирователя 7.

Выходы регистров 14 и 15 подключены через цифроаналоговые преобразователи 21 и 22 к входам Х и Y двухкоординатного са, мопишущего прибора 23 соответственно.

Выход счетчика 17 соединен с входом дешифратора 24, выход которого соединен с вторым входом триггера 25.

В исходном состоянии счетчики 10, 13 и

17, регистры 14 и 15, триггеры 12 и 25 обнулены. На вход источника 26 питания с цифровым управлением, выход которого через коммутатор 27 соединен с входом биполяр ного источника 28 тока, который, в свою очередь, нагружен на катушку 29 для создания магнитного поля, поступает нулевой код с выхода счетчика 17, При этом выходное напряжение источника 26 и, соответственно, ток биполярного источника 28 равны нулю. Магнитное поле в катушке 29 отсутствует. В отсутствии поля доменная структура слоев образца находится в равновесном состоянии.

Измерения проводятся при помощи магнитооптического эффекта Фарадея.

Устройство работает следующим образом.

Изображение лабиринтной доменной структуры контролируемого слоя образца 3 . в виде чередующихся темных и светлых полос с помощью источника 1 света, поляризатора 2, микроскопа 4 и анализатора 5 проецируется на приемную трубку телевизионной передающей камеры 6, где преобразуется в полный видеосигнал. Выбор контролируемого доменосодержащего слоя образца осуществляется путем наводки на резкость микроскопа. С вь1хода камеры 6 полный видеосигнал, несущий информацию об иэображении лабиринтной доменной структуры выбранного слоя, поступает на входы усилителя-формирователя 7 и селек-. тора 8 кадровых синхроимпульсов. Усилитель-формирователь 7 выделяет из полного видеосигнала (фиг.2а) сигнал изображения и преобразует его в цифровую форму (фиг.2б). Селектор 8 кадровых синхроимпульсов выделяет из полного видеосигнала кадровые синхроимпульсы (фиг.2в) с периодом повторения 20 мс.

По команде "Пуск" (фиг.2г), задаваемой оператором, триггер 25 устанавливается в единичное состояние и в счетчик 17 через элемент ИЛИ 16 записывается "1".

При увеличении содержимого счетчика

17 на единицу напряжение на выходе источника 26 питания с цифровым управлением увеличивается на один шаг, Напряжение источника 26 поступает через коммутатор 27, на управляющем входе которого низкий уровень с триггера 12, на вход биполярного источника 28 тока, который вырабатывает ток, создающий в катушке 29 магнитное поле {фиг,2л), Под действием магнитного поля происходит сдвиг доменных границ из равновесного положения и, соответственно, изменение ширины доменов.

Высокий логический уровень с выхода триггера 25 пропускает кадровые синхроимпульсы с выхода селектора 8 через элемент

И 9 на вход счетчика 10. Импульс полукадровой длительности с первого выхода дешифратора 11 {фиг.2д) поступает на первый . вход элемента И 18, на два других входа которого поступают импульсы с выхода усилителя-формирователя 7 и импульсы опорной частоты с выхода генератора 20, На элементе И 18 осуществляется времяимпульсное преобразование суммарной длительности импульсоа высокого логического уровня (фиг. 26),пропрциональной ширине доменов одного направления намагничен- ности, за.время одного полукадра а число импульсов опорной частоты. Это число поступает на суммирующий вход счетчика 13, Высокий уровень с второго выхода дешифратора 11 (фиг.2е) устанавливает триг1718161

rep 12 в единичное состояние. Высокий уровень с выхода триггера 12 поступает нэ управляющий. вход коммутатора 27 и . вызывает изменение полярности подключения напряжения, вырабатываемого источ- .5 ником 26 питания, к входу биполярного источника 28 тока, что изменяет полярность тока и магнитного поля, создаваемого катушкой 29, на противоположное (фиг,2л).

Под действием магнитного поля происходит

10 сдвиг доменных. границ образца в другую сторону от равновесного положения.

Импульс на третьем выходе дешифратора 11 полукадровой длительности (фиг.2ж) появляется после завершения переходных процессов, вызванных изменением полярности магнитного поля в катушке 29, Этот импульс поступает на первый вход элемента И 19, нэ два другие входа которого посту20 пают импульсы с .выхода усилителя-формирователя 7 и импульсы опорной частоты с генератора 20, На вычитающий вход счетчика 13 поступает число импульсов опорной частоты, пропорцио25 нальное ширине доменов одного направления намагниченности; при воздействии на образец магнитного поля измененной полярности..

В момент окончания импульса на третьем выходе дешифрэтора 11 в счетчике 13 зафиксировано число, пропорциональное амплитуде смещения доменных границ от равновесного положения в контролируемом доменосодержащем слое.

Импульсом с четвертого выхода дешиф35 ратора 11 (фиг.2з), который поступает на управляющие входы регистров 14 и 15, осуществляется запись содержимого счетчика

13 в регистр 15 и запись содержимого счетсти магнитного поля в катушке 29, в регистр

14. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 22, пропорциональное коду числа в регистре 15, поступает

45 на вход Y двухкоординатного самопишущего прибора 23. Напряжение с выхода ЦАП

21, пропорциональное коду числа в регистре 14, поступает на вход Х прибора 23.

При калибровке устройства, регулируя

50 величину опорного напряжения ЦАП 21 и

22; устанавливают по осям X u Y двухкоординатного самопишущего прибора 23 удобный масштаб.

Импульс с пятого выхода дешифратора

11 (фиг.2и) через элемент ИЛИ 16 увеличивает на единицу содержимое счетчика 17.и устанавливает триггер 12 в нулевое состояние, что приводит к увеличению напряженности магнитного поля в катушке 29 на один шаг и установлению первоначальной полялчика 17, пропорционального напряженно- 40 ности магнитного поля (фиг.2л), Величина шага увеличения магнитного поля устанавливается в пределах 2-4 А/м, Импульсом с пятого выхода дешифратора 11 также обнуляются счетчики 10 и 13.

Далее .возобновляется наращивание счетчика 10 при поступлении на его вход кадровых синхроимпульсов и описанный процесс циклически повторяется при поша- . говом увеличении,амплитудьi напряженности магнитного поля в катушке 29.

Двухкоординатный самопишущий прибор

23 регистрирует на диаграммной бумаге кривую зависимости сигнала, пропорционального амплитуде смещения доменных границ контролируемого доменосодержащего слоя от амплитуды напря>кенности магнитного поля. При завершении процесса измерения, когда в счетчике 17 будет зафиксировано заранее заданное число шагов увеличения магнитного поля, на выходе дешифратора 24 появляется сигнал высокого уровня, который сбрасывает счетчик 17 и триггер 25. Низкий уровень с выхода триггера 25 запрещает прохождение кадровых синхроимпульсов на вход счетчика 10. Величина коэрцитивной силы определяется путем экстраполяции линейной части кривой, полученной на диаграммной бумаге двухкоординатного самопишущего прибора 23, до пересечения с осью X.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэрцитивной силы доменосодержащих структур, содержащее оптически последовательно соединенные источник света, поляризатор, микроскоп, анализатор и передающую телевизионную камеру, два триггера, последовательно соединенные коммутатор, биполярный источник тока, катушку для создания магнитного поля, при этом второй вход коммутатора соединен с выходом первого триггера, три счетчика, источник питания с цифровым управлением, вход которого соединен с выходом первого счетчика, дешифратор, три элемента И, генератор опорной частоты, усилитель-фор- мирователь, селектор кадровых синхроимпульсов, вход которого соединен с выходом передающей телевизионной камеры.и с входом усилителя-формирователя, а выход — с перым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход — с первым входом второго . счетчика, выход которого соединен с входом первого дешифрэтора, первый выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй выход — с первым входом первого, триггера, третий выход — c первым входом третьего элемента И,,а пятый выход

1718161 8

Составитель А, Романов

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

РедактОр С. Пекарь

Заказ 879 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 — с вторым входом второго счетчика и первым входом третьего счетчика. второй. вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и с вторым входом второго элемента И, а третий вход — с выходом усилителя-формирователя и с третьим входом второго элемента

И. о т л и ч а ю щ е еся тем,,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения коэрцитивной силы в.каждом слое структуры, в него введены второй дешифратор, два регистра, два цифроаналоговых преобразователя, двухкоординатный самопишущий прибор,,элемент

ИЛИ; первый вход которого соединен с пя тым выходом первого дешифратора и с вто-. рйм входом первого триггера, второй вход — с первым входом второго триггера, а выход —.с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и с выходом второго дешифратора, а выход — с входом второго дешифратора и вторым входом первого ре5 гистра, первый вход которого соединен.с четвертым выходом первого дешифратора и первым входом второго регистра, а выход— с входом первого цифроаналогового преоб. разователя, выход которого соединен с. пер10 вым входом двухкоординатного самопишущего прибора, второй вход которого соединен с выходом второго цифроана-. логового преобразователя. вход которого соединен с выходом второго регистра, вто15 рой вход которого соединен с выходом третьего счетчика, третий вход которого соединен с выходом второго элемента И, причем выход источника питания с цифровым управлением соединен с первым входом

20 коммутатора.