Способ измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЙЙЬСТВУ

<ш 737897

СоиВз Соеетских т,.ециелистических

«Республик (51)М. Кл.

G 01 R 33/12 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 300178 (21) 2573788/18-21 с присоединен(ием заявки N9—

Государствеииый «оиитет

СССР ио делан иэобретеиий и от«рытий (23) ПриоритетОпубликовано 300 580. Бюллетень ¹ 20 В, ° 2 317

/. РЭУ .УДК621 . 317..44(088.8) Дата опубликования описания 05.06. 80

Л. Т. Лысый, Н. И. Бавыкин, Н. В. Замирец ,и Н. Н. Канатчиков ( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭРЦИТИВНОЙ СИЛЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ,ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНОК

3 2 . Изобретение относится к неразруша- вания, индуктируемый потоком пЕремагющим методам контроля качества и . ничивания пленки и несущий информацию свойств ферромагнитных материалов, а о ее магнитном состоянии, наблюдают именно к определению магнитных харак- на экране осциллографа, а величину теристик цилиндрических тонких маг- 5 постоянного тока считывают по шкале нитных пленок (ЦТМП), и может быть стрелочного прнбора. Преобразование использовано для измерения коэрцитив- информации о магнитном состоянии пленной силы участков цТМП в производст- ки в сигнал считывания и передачу его ве однородных тто магнитным свойствам для наблюдения на экране осциллограобразцов. (0 фа осуществляют схемами, в которых известны способы измерения коэрци- образец цтмп является их составным тивной силы тонких магнитных пленок, элементом. в которых разрушение намагниченности Процесс измерения при наблюдении пленки вдоль оси легкого намагничи- сигнала считыванйя на экране осцилвания (Олн) осуществляют полем посто-т5 лографа длителен и утомителен для янного тока регулируемой величины- оператора, точность зависит от фик(1). При измерении коэрцитивной силы сации оператором момента умеиьшения этим способом по оси легкого намагни- до нуля сигнала считывания на экране чивания действуют двумя полями: им- осциллографа и отсчета "величины попульсным полем предварительно намаг-20 стоянного тока по шкале стрелочного ничивают пленку до насыщения, полем прибора. фиксация сигнала считывания постоянного тока регулируемой величи- по другому индикатору (кроме осцилны разрушают это состояние. По одно- лографа) усложняет всю аппаратуру му из направлений оси трудного иамаг- контроля. ничивания (OTH) подают импульс поля 25 Преобразование информации о магнитопроса магнитного состояния пленки. ном состоянии пленки и передача сигнаПо величине разрушающего поля, при ла считывания для наблюдения на экра-которой сигнал считывания с пленки не осциллографа схемами, в которых обращается в ноль, определяют коэр- образец ЦТМП является их составным цитивную силу пленки. Сигнал считы- 3р элементом, приводит к .тому, что кро737897 ме сигнала считывания, вызванного потоком перемагничивания, в пленке перемагничивающим полем наводится сигнал помехи. Для компенсации помехи применяют схемы, настройка которых зависит от переходного сопротивления контактов в местах подключения образ° ца ЦТМП к другим элементам схем.

Известен также способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных из, делий, заключающийся в том, что иэделие намагничивают, включают раэмагничивающий ток, увеличивающийся во времени, сравнивают сигнал, пропорциональный магнитной индукции в изделии, с опорным сигналом, неизменным в пределах цикла измерения, производят 15 отсчет размагничивающего тока в момент совпадения указанных сигналов„ и по величине этого тока судят об измеряемой величине коэрцитивной силы (2) . 20

Основным недостатком данного способа является значительная погрешность измерения, обусловленная нестабильностью опорного сигнала.

Цель предлагаемого иэобретения— повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения козрцитивной силы, основанном на сравнении сигна- ЗО ла, пропорционального магнитной индукции в пленке, с опорным сигналом, переменным синусоидальным током формируют магнитное поле опроса и магнитное опорное поле, перемагничивают пленку сформированным полем опроса по оси трудного намагничивания, определяют момент полного размагничивания пленки по оси легкого намагничивания по уменьшению амплитуды вторичной ЭДС, пропорциональной ийдукции в пленке по оси трудного намагничивания, сравнивают его с амплитудой вторичной ЭДС, пропорциональной магнитному опорному полю, фиксируют равенство указанных амплитуд и ре- 45 гистрируют значение размагничивающего тока.

На фиг. 1 изображена кривая намагничивания пленки по оси легкого намагничивания (ОЛН) и график изменения 50 магнитных полей вдоль этой кривой; на фиг. 2 — кривая намагничивания. пленки по оси трудного намагничивания (ОГН) и график изменения синусоидального поля вдоль этой кривой; па фиг. 3 — график. изменения амплитуды вторичной ЭДС пропорциональной индукции (B) в пленке по ОТН в зависимости от изменения размагничивающего тока; на фиг. 4 — блок-схема установки, позволяющей осуществлять измерение коэрцитивной силы (Нс) участков цилиндрических тонких магнитных *ленок.

Способ осуществляют следующим об- разом.

65 установочным импульсом тока, создающим поле Н в направлении ОЛН,намагничивают пленку до насыщения в одно иэ устойчивых состояний (фиг. 1).

Регулируя величину постоянного тока, создающего поле Н противоположной полярности также в направлении ОЛН, разрушают остаточную индукцию в пленке (фиг. 1) .

Затем синусоидальным током, создающим поле опроса Н магнитного состояния пленки по ОЛН, перемагничивают пленку вдоль направлений ОТН (фиг. 2).

При перемагничивании пленки синусоидальным полем по ОТН индукция (B) в пленке изменяется в соответствии с кривой намагиичивания. Вторичная ЭдС перемагничивающего тока (фиг. 3) пропорциональна индукции (В) в пленке и соответствует максимуму ее в насыщении (В„). Вторичная ЭДС, пропорциональная напряженности опорного магнитного поля, имеет постоянное значение.

При разрушении остаточной индукции в пленке постоянным полем по ОЛН до нуля, перемагничивания пленок и измерения индукции в ней по ОТН не происходит. Вторичная ЭДС принимает значение, пропорциойальное напряженности магнитного поля опроса.

Так как напряженности магнитного поля опроса и опорного магнитного по- ля одинаковы, то и вторичные ЭДС их также одинаковы.

Таким образом, момент равенства вторичных ЭДС пропорциональной напряженности магнитного поля опроса и пропорциональной напряженности опорного магнитного поля при перемагничивании пленки с синусоидальным полем по ОТН и разрушении остаточной индукции постоянным полем по ОЛН до нуля свидетельствует о величине этого поля, соответствующего козрцитивной силе пленки.

Величину разрушающего поля постоянного тока можно определить из выражения для напряженности поля вокруг проводника с током, т. е, И

Я ф1) где Н вЂ” напряженность поля на поПР верхности проводника с током;

3 — амплитуда тока, протекающего по проводнику;

D — диаметр проводника.

В момент разрушения до нуля остаточной индукции пленки постоянным полем по ОЛН величина разрушающего поля соответствует коэрцитивной силе пленки, т. е. н„ =н,=„—, (г) 3 Р г В где Нс — коэрцитивная сила пленки;

737897

D — диаметр проволочной подложки с цилиндрической тонкой магнитной пленкой.

Блок-схема установки, позволяющей осуществлять предлагаемый способ измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок (ЦТМП), 5 включает источник 1 импульсного намагничивающего тока (фиг. 4), источник 2 постоянного тока регулируемой величины, контакты 3 и 4 для закрепления в них проверяемой ЦТМП 5 требуемой длины, резистор 6, генератор 7 синусоидального напряжения, первичную обмотку 8 формирователя магнитного поля опроса, первичную обмотку 9 формирователя магнитного опорного поля, ре- 1э зистор 10, электронный вольтметр 11, вторичную обмотку 12 формирователя поля опроса, вторичную обмотку 13. формирователя опорного поля, усилитель

14, усилитель 15, вольтметр 16, вольт- 20 метр 17 и амперметр 18.

Импульсное поле HI, намагничивающее до насыщения участки UTMII 5 по

ОЛН, создают током от источника 1. Поле, разрушающее остаточну:о индукцию 75 участков ЦТМП 5 по ОЛН, создают током от источника 2. Величину тока измеряют амперметром 18.

Поле Н, перемагничивающее участки UTMII 5 по ОТН, создают в первичной обмотке 8 током от генератора 7.

Этим же током от генератора 7 создают в первичной обмстке 9, включенной последовательно с обмоткой 8, магнитное опорное поле.

Необходимое значение тока в обмотках 8 и 9 устанавливают изменением выходного напряжения генератора 7 и контролируют вольтметром 11 на резисторе 10, включенном последовательно с обмотками 8 и 9. Напряжение вторич- 40 ной обмотки 12 усиливают усилителем

14 и фиксируют стрелочным прибором вольтметра 16. Напряжение вторичной обмотки 13 усиливают усилителем 15 и фиксируют стрелочным прибором вольт- метра 17. При увеличении тока в образце UTMII 5 от источника 2, напряжение на выходе вторичной обмотки 12 уменьшается и в момент разрушения остаточной индукции (В) в пленке по ОЛН до нуля, равно напряжению на выходЕ вторичной обмотки 13.

В момент достижения стрелкой прибо. ра вольтметра 16 значения шкалы, одинакового со значением шкалы стрелочного прибора вольтметра 17, регистрируют величину тока в образце 5 ЦТМП амперметром 18. Величину поля, разрушающего остаточную индукцию в образце 5 ЦТМП по ОЛН до нуля и соответствующего коэрцитивной силе участка образца 5 ЦТМП, определяют из выражения (2)

И =Н„ =—

Р, Использование предлагаемого способа измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок упрощает процесс измерений за счет преобразования и передачи информации о магнитном состоянии пленки по амплитуде вторичной ЭДС без контакта с образцом ЦТМП; упрощает процесс измерений за счет однотипных операций наблюдения, уменьшения амплитуды вторичной ЭДС и регистрации величины постоянного тока по показаниям стрелочных приборов, упрощает аппаратуру контроля за счет использования в кана,— лах преобразования и передачи информации о магнитном состоянии пленки ре-. зонансных устройств; повышает точность измерений за счет исключения влияния помех, наводимых в образце

ЦТМП, как элементе схемы, перемагничивающим полем и исключает влияние нестабильностей опорного сигнала.

Формула изобретения

Способ измерения коэрцитивной силы цилиндрических тонких магнитных пленок, основанный на сравнении сигнала, пропорционального магнитной индукции в пленке, с опорным сигналом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения,переменным синусоидальным током формируют магнитное поле опроса и магнитное опорное поле, перемагничивают пленку сформированным полем опроса по оси трудного намагничивания, определяют момент полного размагничивания пленки по оси легкого намагничивания по уменьшению амплитуды вторичной ЭДС, пропорциональной индукции в пленке по оси трудного намагничивания, сравнивают его с амплитудой вторичной ЭДС, пропорциональной магнитному опорному полю, фиксируют. равенство указанных амплитуд и регистрируют значение размагничивающего тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник Запоминающие устройства Тонкие магнитные пленки .

M. Наука, 1968, с. 76-78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 467304, кл. G 01 R 33/12, 1976.

737897

Составитель E. Данилина

Техред М.Кузьма . Корректор С. Шекмар

Редактор С. Тимохина

Заказ 2563/7

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4