Устройство для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках

Устройство для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и911271

Союз Советских

Социалистических

Республик (Ы )-Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 240680 (21) 2946318/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки №

G 01 N 24/14 аваударатванаый каинтет

СССР но делам наабратаннй н аткрытнй (23) Приоритет

Онублнковано 0 70 382. Бюллетень № 9 (53) УДК539.143.43:

:543.53 (088.8) Дата опубликования описания 07. 03. 82

Л.А.Иевенко, А.Ю.Кожухарь и В.М.Уст (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСА

ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ !

Изобрет ение от носится к средствам исследования в области технической физики, в час1ности магHNlHoA спектроскопии, и может бьп ь использовано при разработке устройств для измерения и неразрушающего контроля фиS зических параметров. магнитных пленок, в том числе эпитаксиальных ферритгранатовых сист ем {ЭФГС), методом резонанса доменных границ (РДГ).

Извес но устройство для исследования резонансных свойств магнитной восприимчивости образцов, обладающих доменной структурой. Ус1ройст во со. держит колебательный кон ур, связанный с исследуемым образцом, генератор переменной частоты, подключенный к контуру, и индикатор, Фикси-. рующий изменение добротности контура с образцом от час1оты.

В 1аком уст ройст ве исследуют ся, например, образцы. ЭФГС, находящихся в нормальном и в намагниченном до насыщения состояниях, по изменению добротности колебательного контура с исследуемым образцом $1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках, содержащее колеба1ельнь1й контур, ка1ушка индуктивности которого cBR" эана с образцом, свип-генератор, подключенный к кон уру, и регистратор. Применяют промышленные измерители добротности.с встроенным свипгенератором, к внешним клеммам кото-. рого подсоединяю1 катушку индуктивности, связанную с исследуемым об-, разцом. В таком устройстве перес1ройку частоты осуществляют ручками, выведенными на панель прибора и частотную зависимость относительного изменения добро1ности снимают по точкам. Для исследования в широком диапазоне частот используют несколько сменных катушек индуктивнос1ей, кото.

Предлагаемая структура представляет собой ряд последовательных ре-. зонансных LC-контуров, настроенных на различные резонансные частоты и включенные параллельно друг другу.

Каждый из контуров будет являться полоснЬ-пропускающим фильтром, через который проходит мощность на часто3 911271 рые подсоединяют к устройству в процессе измерений $ 2 j.

Недостатками данного устройства являются: а) трудоемкость и большое время 5 измерений, обусловленное необходимостьюю их проведения в очень широком диапазоне частот, т. к. частота

РДГ заранее неизвестна, и может бьп ь

t0 оценена лишь приблизительно; б) невысокая точность определения резонансной частоты и полуширины резонансной кривой, приводящей к ошибке при вычислении динамических пара1S метров образцов;

1 в) невозможность полнои автоматизации измерений, что не позволяет осуществлять экспресс-анализ образцов в лабораторных и технологических

20 условиях.

Цель изобретения - повышение производительности и точности определения динамических параметров образцов и обеспечение полной автомати25 зации измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках, содержащее колебательный контур, катушка индуктив- 50 ности которого связана с образцом, и свип-генератор, подключенный к контуру, выполнено в виде набора параллельно соединенных LC-контуров, индуктивные элементы которых выполнены З5 в виде плоских спиральных катушек, образующих экранированную сотовую структуру с заданным распределением частоты, и в него дополнительно вве.ден подключенный к выходам LC-конту- 40 ров панорамный индикатор коэффициентов стоячей волны контуров, на экране которого наблюдают кривую резонанса доменных границ.

На фиг. 1 показана сотовая струк45 тура резонансных контуров, общий вид; на фиг. 2 - то же, обратная сторона; на фиг. 3 - конст рукция измерительной части устройства; на фиг. 4форма спектра поглощения высокочас- 50 тотной моцности при резонансе доменных границ.

Каждая ячейка йредлагаемой струк-туры (фиг. 1) представляет собой последовательный резонансный LC êîí-. 55 тур. Индуктивный элемент каждого контура представляет собой плоскую спиральную катушку 1 с внешним диамет—

4 ром 1- мм, индукт ивност ь кот орой может бьп ь вычислена по формуле. с1 - в где С =йаружный диаметр, dp,- внутренний диаметр спирали т г — ее средний радиус, п — число витков.

Структура выполнена методом тонкопленочной технологии на диэлектрической подложке 2. Иеталлическая сетка 3 экранирует контуры друг от друга, внешняя металлическая кромка

4 служи контактом схемы, Число ячеек структуры определяется ее рабочим диапазоном частот и необходимой точност ью.

8 качестве емкостного элемента колебат ельного контура применяются .керамические конденсаторы 5, подсоединенные к внутренним концам спиральных индуктивностей с обратной стороны подложки (фиг. 2) через отверстия в подложке 6. Свободные концы конденсаторов образуют второй контакт 7 структуры.

Индуктивности катушек, образующие колебательные контуры, неизменны для всех элементов предлагаемойструктуры для упрощения ее изготовления. Резонансные частоты контуров варьируются путем подбора соот ветствующих величин емкостей.

Диэлектрическая пластина с выполненной на ней структурой закрепляется в коаксиал 8 с помощью фторопластовой шайбы 9. Исследуемый образец

10 плотно прилегает к кромке,4 со стороны спиральных катушек и закрываетсяя фторопластовой крышкой 11, центральный проводник 12 коаксиала припаивается к контакту 7. С помощью стандартного разъема 13 измерительная приставка присоединяется к направленному ответвителю панорамного индикатора коэффициента стоячей волны (КС8).

5 91! чах, близких к резонансной, на ко= торой сопрочивление кончура является чис о активным и минимальным. Если сопрочивление контуров на резонансных частотах согласовано с выходным сопротивлением свип-генератора, коэффициент счоячей волны контура будеч минимальным на резонансной часчоче и возрастет вдали от нее. При изменении часчочы каждый резонансный кон-10 чур будеч работать в своей полосе частот и спектр КСВ в очсутсчвие исследуемого образца будет предсчавлячь ряд перекрывающихся кривых (фиг. 4, кривая а), огибаюцая кочорых - прямая линия, изгибающаяся s областях перекрытия полос пропускания контуров (фиг. 4, кривая, б).

При помещении в измеричельную приставку образца с доменной структу- 20 .рой, резонансные частоты контуров незначительно смесчят ся в одну и ту же сторону вследствие изменения индукчивносчей. Кроме того, на часчоте, равной часчоче колебаний доменных . 2s границ возрастет поглощение мощности в контурах, рабочающих на соочвечсч вующих часчочах, вследсчвие чего их КС8 резко возрастает в области РДГ. При эчом огибающая имееч 30 вид кривой (фиг. 4, кривая в) и представляет собой резонансный спектр поглощения высокочасчочной мощности доменной структурой исследуемого образца.

271 6 ляюч резонансную частоту и полуширину резонансной кривой, величины которых необходимы для вычислен,я подвижности доменных границ.

Предлагаемое устройство позволяет осущесч вич ь полную авчомачизацию измерений часчочы РДГ, повысить lovHocfь измерения до 1 и производичельносчь измерений более чем в

60 раз, проводить комплексные измерения темперачурной зависимости динамических характерисчик доменных границ в широком интервале чемператур 6е3 использования устройств прецезионной термостабилизации.

Кроме того, данное устройство ,исключает необходимость разработки часточно-аналогового преобразователя, необходимого для авчоматизации метода куметра.

Формула изобретения

Спектр РДГ наблюдается в следующей последовачельносчи: а) панорамный измеричель КСВ и ослабление четырехполюсников включа 4р ечся по схеме для измерения КСВ и калибруеч ся по согласованной нагрузке в рабочем диапазоне частот; б) к направленному отвечвичелю . прибора вмесчо согласованной нагруз- 45 ки подключается измеричельная приставка (фиг. 3) без образца; в) .на экране индикатора КСВ будут. наблюдаться спектры КСВ набора контуров, огибающая кочорых представляеч собой волнистую линию (фиг. 4, кривая б) г) снимается крышка 11 измеричельной приставки и на диэлектрическую пластину 4 помещается образец 10, после чего крышка закрывается, прижи55 мая образец к пластине.

На экране индикатора наблюдается кривая РДГ. С помощью мечок опредеУсчройсчво для исследования резонанса доменных границ в магнитных пленках, содержащее колебательный контур, качушка индуктивносчи которого связана с образцом, и свип-генератор подключенный к контуру, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производичельносчи, точности определения динамических парамечров образцов и обеспечения автоматизации измерений, оно выполнено в виде набора параллельно соединенных 1.С-контуров, индукчивные элементы кочорых выполнены в виде плоских спиральных качушек, образующих экранированную сочовую счруктуру с заданным распределением часточы и расположенных на диэлектрической подложке, и в него дополнительно введен, подключенный к выходам LC-кончуров, панорамный индикатор коэффициентов стоячей волны кончуров, на экране которого. наблюдают кривую резонан-, са доменных границ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ким П.Д. и др. Резонанс доменных границ в Bi-содержащих гранатовых пленках.-"Физика ч вердого чела", 1977, т. 21, вып. 9, с. 28402841.

2. Высокочасточные свойства магнич ных пленок. Красноярск, 1978, с. 59 — 62 (прототип).