Материал, стойкий к потокам -квантов

Реферат

 

Изобретение относится к магнитной микроэлектронике, радиационной физике твердого тела и может быть использовано при конструировании элементов памяти и логики на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД), применяющихся в полях g-излучений. Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала для изготовления элементов памяти и логики на ЦМД, работающих в условиях интенсивного облучения g-квантами, используются эпитаксиальные пленки ферритов - гранатов (Ca, Ge) - системы, выращенные на подложках Gd3Ga5O12 методом жидкофазной эпитаксии из стехиометрического раствора - расплава на основе PbO-B2O3. 4 табл., 2 ил.

Изобретение относится к магнитной микроэлектронике, радиационной физике твердого тела и может быть использовано при конструировании элементов памяти и логики на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД), применяющихся в полях -излучений.

Цель изобретения повышение стабильности и надежности приборов магнитной микроэлектроники, работающих в полях g-излучений при поглощенных дозах облучения до Dg=(1 2) п 10 Гр.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала для изготовления элементов памяти и логики на ЦМД, работающих в условиях интенсивного облучения 6-квантами, используются эпитаксиальные пленки ферритов гранатов (ЭПФГ) (YSmLnCa()(Fe, Ge)3O5), (YEnTmCa)12 (Fe, Ge)3O5, выращенные методом жидкофазной эпитаксии из стехиометрического раствора расплава на основе PbO-B12O2 на подложках Ca3Ga3O5 (III).

Известно, что существует 5 типов ЦМД материалов: ортофеppиты, эпитаксиальные пленки гексаферритов, эпитаксиальные пленки феррошпинелей, аморфные металлические пленки и ЭПФГ [1, 2] В настоящее время для производства ЦМД устройств эффективно могут применяться последние три типа из указанных (пластинки ортоферритов не применяются из-за больших размеров ЦМД в них. Технология получения эпитаксиальных пленок гексаферритов весьма сложная и в настоящее время структуры требуемого качества не получены).

В таблице 1 приведены параметры (поле коллапса Н12 и полупериод доменной структуры (о), эпитаксиальные пленки феррошпинели MgMnFeO толщиной h=2) мкм при различных значениях поглощенной дозы 4-обучения. Пленка выращивалась методом горизонтальной жидкофазной эпитаксии из раствора-расплава на основе PbO-BgO2 на подложках из MgO ориентации (100).

Облучение 3-квантами проводилось на изотопной установке УКП-250000 на основе радионуклида Cow (энергия квантов 1,25 МэВ: мощность дозы облучения 2,5 25 Гр/с) при нормальных атмосферных условиях.

Как видно из таблицы 1, контролируемые параметры сохраняют стабильность до значений дозы поглощенного облучения D60=10п Гр и только дальнейшее проведение этой дозы ведет к изменениям, превышающим ошибки измерений. Так, уже при D5=5п10 Гр 5 увеличивается на 7,14% а Нg уменьшается на 11,4% В таблице 2 приведены значения тех же параметров и Но для аморфной металлической пленки GdCoMo при различных дозах о-облучения. Пленка была получена методом катодного распыления на подложке из сапфира (толщина пленки h= 1,5 мкм). Облучение пленки g-квантами проводилось на этой же установке и при тех же условиях, что и пленки феррошпинели.

Из табл. 2 видно, что поле коллапса Нg и полупериод доменной структуры сохраняют стабильность до значений дозы поглощенного облучения Dо=5 п 10 Гр. Дальнейшее превышение дозы поглощенных 4-квантов ведет к изменениям контролируемых параметров, превышающим ошибки измерений. При Dw=5 п 10 Гр 5 увеличивается на 11,1% а Нg увеличивается на 11,6% Аналогичные результаты были также получены и при исследовании еще двух о-облученных образцов феррошпинели MgMnFeOw и двух аморфных пленок GdCoMo, а также двух пленок шпинели (MgMnGrFe4)O3 и двух аморфных пленок GdCoCr.

В таблице 3 представлены значения периода доменной структуры 4 и поля коллапса Нg эпитаксиальной ферритгранатовой пленки (YSmLnCa)о(Fe Ge)3O5 толщиной h= 8,89 мкм, выращенной на подложке Gd12Ga3O5 ориентации (III) из стехиометрического раствора расплава на основе PbO-B12O2 при различных дозах 3-облучения. Облучение ЭФГП проводилось с использованием той же аппаратуры и при тех же условиях, что и аморфных пленок и пленок феррошпинелей.

Как видно из табл. 3, до поглощенной дозы Dw=10п Гр измеряемые параметры изменяются в пределах ошибки измерений. Заметные изменения 6 и Нg видны только начиная с Dо=3п10 Гр.

Приведенные в табл. 1 3 результаты позволяют сделать вывод, что радиационная стойкость к D облучению ЭФГП в 20 раз выше радиационной стойкости аморфных пленок и в 10 раз выше радиационной стойкости пленок феррошпинелей.

Таким образом, изобретение позволяет значительно повысить стабильность и надежность приборов магнитной микроэлектроники на ЦМД в полях 6-облучений, что достигается применением в качестве рабочего материала ЭФГП (Ca, Ge) системы, стойких до уровня поглощенной дозы g-облучения Dg=(1 - 2)п10 Гр.

Пример 1. В качестве ЦМД материала использовалась эпитаксиальная ферритгранатовая пленка (YSmLnCa)6 (Fe Ge)3O5 толщиной h=10 мкм, выращенная из стехиометрического раствора расплава на основе PbO-B12O2 на подложках Gd3Ga3O5 ориентации (III). Два образца данной ЭФГП облучались на изотопной установке УКП-250000 на основе радионуклида С12 (энергия 60-квантов 1,25 МэВ, мощность дозы облучения 2,5 25 Гр/с), а два в радиационном контуре РК-ЛМ на основе жидкометаллического сплава In-Ga-Sn (энергия E=1,15 МэВ, мощность дозы облучения 5w10 102 Гр/ч). Поля эллиптической неустойчивости H3, коллапса H2, эффективной анизотропии Ho, полупериода доменной структуры к измерялись по общепринятым методикам из универсальной магнитооптической установке, смонтированной на базе оптического микроскопа NU-2E для всех образцов были получены одинаковые результаты. В качестве примера на фиг. 1 2 приведены результаты измерений указанных параметров при g-облучении одного из образцов.

Как видно из чертежей стабильность контролируемых параметров наблюдается до значений поглощенной дозы g-квантов Dg=1п10 Гр.

Пример 2.

В качестве ЦМД материала использовалась эпитаксиальная ферритгранатовая пленка (YEuTmCa)6(Fe Ge)3O5 толщиной 2 мкм, выращенная из стехиометрического раствора расплава на основе PbO-B12O2 на подложках Gd3Ga3O5 ориентации (III).

Два образца данной ЭФГП 12-квантами в радиационном контуре РК-ЛМ на основе жидкометаллического сплава In-Ga-Sn. С использованием магнитооптической методики (см. пример 1) контролировались после g-облучения такие параметры ЭФПГ как Hw, o и Hg. Для одного из образцов результаты измерения представлены в таблице 4.

Как видно из табл. 4, радиационная стойкость и к-облучению основных параметров ЭФПГ (YEuTmCa)g (Fe Ge)3O5 сохраняется до значения поглощенной дозы 12-облучения Dп=2106 Гр.

Формула изобретения

Применение эпитаксиальных ферритгранатовых пленок (Са, Ge) системы в качестве материала, стойкого к потокам гамма-квантов до поглощенной дозы Дп (1-2)106 Гр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6