Патент ссср 411404
4l l 404
E О П
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства Ке
Заявлено 17.111.1971 (М 1636066/18-10) с присоединением заявки М
Приоритет
Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень М 2
Дата опубликования описания 1бЛ .1974
М. Кл. G Olr 33/12
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР
lla делам изобретений и открытий
УДК 621.317.42(088.8) Автор изобретения
А. М. Фиштейн
Институт физики им. Л. В. Киренского
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЪ| И НАПРАВЛЕНИЯ
НАМАГНИЧЕННОСТИ ПЛОСКОЙ ТОНКОЙ МАГНИТНОЙ
ПЛЕНКИ
Изобретение относится к области исследования процессов перемагничивания тонких магнитных пленок (ТМП) и может быть использовано при исследовании перемагничивания плоских СМП, у которых вектор намагниченности находится в плоскости пленки при воздействии периодических импульсных, гармонических, вращающихся и т. д. магнитных полей.
Известно, что для получения параметров плоской тонкой магнитной пленки используют магнитооптический эффект Керра.
Суть этого эффекта состоит в изменении состояния поляризации света при отражении от намагниченной поверхности. Различают несколько видов эффекта в соответствии с взаимной ориентацией вектора намагниченности, электрического вектора падающего света и плоскости падения света: полярный, продольный экваториальный эффект, продольный и поперечный меридиональные эффекты, причем все они находят применение при исследовании ТМП. При использовании этого эффекта угол поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света пропорционален намагниченности в плоскости падения света, т. е. проекции намагниченности на плоскость падения света.
Для обеспечения проведения измерений в процессе перемагничиванпя предлагается способ, по которому пленку вращают вместе с системой перемагничивающих полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, а величину и направление намагниченности определяют в момент прохождения светового потока через экстремум.
На фиг. 1 представлена схема реализации описываемого способа; на фиг. 2 — график типичной зависимости светового потока от на10 магниченности в плоскости падения света; на фиг. 3 — годограф намагниченности.
Схема (фиг. 1) содер>кит типичные для
Керровской методики измерений элементы, На пленку 1 под углом 45 —:бО падает линей15 но поляризованный луч света с расходимостью менее 1 . Электрический вектор световой волны находится в плоскости падения света. Отра>кенный от пленки луч света проходит через поляризационную призму 2, затем через
20 затвор 3 и попадает на фотокатод фотоэлектронного умножителя 4.
Поляризационная призма 1, являющаяся в данном случае анализатором, устанавливается в такое положение, чтобы при одном из двух
25 положений намагниченности пленки, параллельных плоскости падения света, проходящий через нее световой поток был минимальным. Световой поток фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) преобразуется в электрпче30 ский сигнал, Быстродействующий затвор элек411404 тронно-оптический или электрооптический) позволяет регистрировать световой поток, соответствующий определенному моменту процесса. (Предполагается, что промежуток времени, в течение которого открыт затвор, строго фиксирован и много меньше длительности процесса перемагничивания) .
Пусть намагниченности насыщения — М, в плоскости падения света соответствует световой поток 1„„„. Тогда по мере изменения проекции намагниченности на плоскость падения света от — М, до +М, количество проходящего через поляризационную призму света будет линейно возрастать OT l„„„- до lмакс (фиг 2) т. е. количество проходящего через поляризационную призму 2 света является мерой намагниченности образца в плоскости падения света.
Из вышеизложенного следует, что ток ФЭУ
1 пропорционален мгновенному значенкпо проекции намагниченности образца на плоскость падения света, соответствующему моменту времени 4, когда открыт затвор. Естественно, эта проекция максимальна по абсолютной величине, если намагниченность образца в момент времени 1 находится в плоскости падения света.
Следовательно, для того, чтобы определить мгновенное направление намагниченности
ТМП в процессе перемагничивания в некотоный момент времени t, повторяющегося процесса, необходимо., вращая пленку вместе с системой перемагничивающих полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, добиться экстремального, например, минимального, значения тока ФЭУ. Это положение соответствует намагниченности пленки в плоскости падения света в момент tq в направлении — М.. (Максимальному значению тока ФЭУ будет соответствовать направлвние +Л4,) . желательно, чтобы отраженный от пленки луч не смещался в пространстве при повороте пленки. Для этого необходимо, чтобы ось, вокруг которой происходит поворот пленки вместе с системой перемагничивающих полей, проходила через центр пленки.
Пусть экстремальный ток ФЭУ в момент
4 равен lь Этому току соответствует намагниченность М; (фиг. 2).
Следует отметить, что определяется намагниченность нормирования к М, и равная
k.М., где k — безразмерный коэффициент, а
Л4, определяется известными способами.
Таким образом достигается определение мгновенного значения величины и направления намагпичеппости ТМП в процессе пере5
55 магпичивания. Определяя величину и направление намагниченности для разных моментов времени 1„ tq,... 1„. процесса перемагничивания, получаем годограф намагниченности, Пусть в последовательные моменты периодического процесса to, ti, t ... tq открывается затвор. При открытом в момент времени затворе, вращая пленку вместе с системой перемагничивающих полей, находят такое положение пленки, при котором ток ФЭУ Io минимален. При открытом в момент времени ti затворе минимум тока ФЭУ 1> достигается поворотом пленки (вместе с системой перемагпичивающих полей) па угол а по часовой стрелке по отношению к предыдущему положению. Это означает, что за время to — t< произошел поворот намагниченности на угол аь
По току lo, 1ь..., 1 находим намагниченность
Мо, Мь... М7. Откладывая Mi, М ... М7 под углами аь а,... а к Мо получаем годограф намагниченности. (а — угол между M„è
Мо).
Поворот пленки вместе с системой перемагничивающих r олей достигается тем, что пленка конструктивно жестко связана с создающими магнитные поля устройствами (полосковые линии, соленоиды, кольца Гельмгольца и т. д.) и вращается вместе с ними.
Использование для вышеназванных измерений магнитооптического эффекта Керра позволяет производить эти измерения с локальных участков пленки диафрагмированием светового луча (например, освещая только QIIределенпый участок пленки) .
Поскольку измерения на основе эффекта
Керра пе основаны па изменении намагниченности, можно непосредственно сравнивать динамическую и статическую намагниченности.
Предмет изобретения
Способ измерения величины и направления намагниченности плоской тонкой магнитной пленки, заключающийся в том, что на пленку направляют высокопараллельпьй пучок поляризовапного света, отрах.енпый от плоскости пленки свет гропускают .ерсз оляризациоппую призму, затвор и регистрируют светоприемником, о т л и ч à î шийся тем, что, с целью обеспечения проведения измерений в процессе пере;;аг..ичивания, пленку вращают вместе с системой перемагничиваюп;их полей вокруг оси, перпендикулярной пленке, а величину и направление намагниченности определяют в момент прохождения светового потока через экстремум.
Редактор С. Хейфиц
Составитель И. Ардашева
Техред 3. Тараненко
Корректор М. Л ейзерм ан
Заказ 1109i9 Изд. № 1170 Тираж 678 Г!одписвое
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2
