Диссертация (1098006), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Вотрицательной области полей, импеданс быстро падает, и эта область характеризуетсявысокой чувствительностью. При достижении определенного значения поля в этойобласти, значение импеданса скачком возвращается к значениям, характерным дляположительных полей.

Поле скачка соответствует вращательной коерцитивности (прикоторой происходит необратимый скачок в 0 ).импедансавозникаетвобластиположительныхПри обратном проходе, скачокполей.Надоотметить,чторассматривалась однодоменная модель. При существовании доменной структуры,основное изменение в поведении  zzпри высоких частотах будет связанно суменьшенным значением поля скачка.2.0bK= 0.4| x 10 -3H /H1.2b0.8H /H1.6b0.4K= 0.61.2H /HzzH =0 = 5002.0|zz| x 10 -31.6|2.4 = 500b0.8K= 0.550.4(a)0.0-2-10Hex1/H2H /H0.0b-1.5-1.0-0.50.0HKex/HK=10.5(b)1.01.5KРисунок 5.7.

Влияние циркулярного подмагничивающего поля 0  H b / H K  1 на МИхарактеристики (  zz vs. H ex ) провода с геликоидальной анизотропией.  50 .2a  120 m . f  20 МГц.Вприсутствиеподмагничивающегоциркулярногополязначительная асимметрия в поведение импеданса как функцииHb ,возникаетH ex : значения179максимумов импеданса не совпадают и максимальные чувствительности отличаются приизменении поля из положительного и отрицательного направлений, соответственно.Дальнейшее увеличение H b приводит к внезапному сдвигу гистерезиса импеданса вобласть отрицательных полей (или положительных при изменении знака H b ), при этомобласть гистерезиса существенно уменьшается.

При H b  H K cos  гистерезис исчезает.Для поля H b несколько большего, чемH K cos  , чувствительность импеданса поотношению к H ex оказывается максимальной: относительное изменение импедансаможет быть более 100% при изменение в H ex на 0.1 H K .Экспериментальныеисследованияповеденияимпедансавсистемахсгеликоидальной анизотропией проводились на CoSiB (   3 10 6 ) аморфных проводахс диаметром 30  m . Из-за внутреннего распределения напряжений в процессепроизводства, эти провода имеют геликоидальную анизотропию c углом порядка  60 без воздействия дополнительных скручивающих напряжений [225]. Уголанизотропии устанавливается из измерения кривых намагничивания. Рисунок 5.8представляетповедениепродольногоимпеданса zz .Еслициркулярноеподмагничивание отсутствует ( I b  0 ), то полевые зависимости показывают два острыхпика при полях, значительно меньших, чем поле анизотропии (8 Oe).

Эти полясоответствуют коерцитивности за счет доменных процессов. При относительноневысоких частотах, магнитная проницаемость, связанная с движением доменныхграниц, дает основной вклад в поведение импеданса в этом интервале полей. Для полейбольших, чем коерцитивное поле, когда доменная структура исчезает, поведениеимпеданса определяется вращательными процессами. Однако скачки импеданса за счетнеобратимых вращательных процессов не наблюдаются, так как переключениенамагниченности уже произошло.В этой области полей наблюдается достаточнохорошее совпадение экспериментальных и теоретических зависимостей. Напомним, чтопоследние рассчитывались для монодоменных проводов. В присутствии достаточнобольшого циркулярного подмагничивания ( I b  50 mA), при котором доменнаяструктураисчезаетигистерезисотсутствует,криваяимпедансаоказываетсянесимметричной и сдвинутой в область отрицательных полей (или положительных взависимости от направления подмагничивающего поля). Такое поведение соответствует180теоретическим результатам.

Некоторое расхождение может быть связанно с дисперсиейанизотропии.Рисунок 5.8. Теоретические (нормализованные) и экспериментальные (в терминахнапряжений | Vz / Vin | ) зависимости |  zz | vs. H ex для CoSiB провода с геликоидальнойанизотропией   60 для частоты 20 MHz. (a): I b  0 ; (б) I b  50 mA.Рисунок 5.9. Теоретические (нормализованные) и экспериментальные (в терминахнапряжений | Vz / Vin | , где возбуждающее напряжение осуществляется через катушку)зависимости |  z | vs. H ex для CoSiB провода с геликоидальной анизотропией   60для частоты 20 МГц.

(a): I b  0 ; (б): I b  83.34 mA.181Рисунок 5.9 показывает полевые зависимости недиагональной компоненты  z ,которые демонстрируют аналогичные закономерности. Здесь интересно отметить, чтоповедение  z vs H ex очень чувствительно к углу анизотропии, и хорошее соответствиеэкспериментальных и теоретических кривых (в области, где основное влияние связаннос вращением намагниченности) наблюдается как раз для   60 .Интересные экспериментальные результаты по АМИ были получены дляотносительно невысоких частот, порядка 1 МГц, когда возможно использованиедостаточно больших возбуждающих токов, приводящих к нелинейным процессам для аснамагничивания.

В этом случае под действием циркулярного подмагничивающего поляимпеданс имеет один пик при положительном (или отрицательном ) поле безгистерезиса, как показано на Рисунке 5.10 для аморфного провода под действиемскручивающихнапряжений[278].Этосвязанноснелинейнымипроцессаминамагничивания, когда пик напряжения пропорционален усредненной (по циклунамагничивания) проницаемости. На нелинейность процессов указывает форма сигналанапряжения (отклонение от синусоидальной). Амплитуда возбуждающего тока была7.5 mA, что достаточно для нелинейной динамики доменных границ.Рисунок 5.10. Полевая зависимость амплитуды напряжения на частоте 1 МГц ваморфном проводе состава CoFeSiB при воздействии скручивающих напряжений 20turns/m.

Амплитуда возбуждающего тока -7.5 mA и постоянный ток смещения - 4 mA.1825.2.2 МИ в многослойных пленках с перекрестной (спиральной) анизотропией.Как следует из проведённого анализа в Главе 4, полевые зависимости импедансавплоскостныхструктурахопределяютсяаналогичнымипоотношениюкцилиндрической симметрии магнитными параметрами. Здесь мы приведем толькорезультаты для продольного импеданса  zzанизотропией ( = 50°).трехслойной системы со спиральнойРасчет проводился по точным формулам (4.18).

Параметрывыбраны соответствующими аморфным магнитным слоям на основе кобальта. Для2d  1 m и 2d1  d 2значительные изменения импеданса, вызванные магнитнымполем, имеют место в мегагерцовой области.импедансных характеристик  zzРисунок 5.11 показывает изменение( H ex ), вызванное действием постоянного тока,создающего поперечное антисимметричное поле H b . Частота возбуждения -50 MHz.3,50H b / H k = 0.62 = 50 , f = 50 МГц2d1 = d2 = 0.33  мABS(  z z / R d c )3,0H b / H k = 0.552,52,0H b / H k = 0.31,51,0-1,5-1,0-0,50,00,5Hex / Hk1,01,5Рисунок 5.11.

Поведение продольного импеданса  zz как функции внешнего поля H exпод воздействием постоянного подмагничивающего поля H b в трехслойных пленках сперекрестной анизотропией ( = 50°). Здесь представлена нормализованная абсолютнаявеличина импеданса. Параметры магнитных слоёв соответствуют аморфному CoSiB:M 0  500Гс,H K  6 Э , магнитная релаксация  0.2 ,  2.0 107 (рад/с)/Э, 2 4.5 1016 с-1,  1 1018 с-1 (соответствует проводимости благородных металлов),2d  1 м и 2d1  d 2 .183Рисунок ясно демонстрирует, что влияниеHbв случае «спиральной»анизотропии приводит к значительной асимметрии в полевых зависимостях импеданса.Когда поле H ex уменьшается из положительного направления,  zz уменьшаетсямедленно до значений  0 и при некотором значении отрицательного поля скачкомвозвращается к большим значениям.

Этот скачок связан с критическим полем вращениянамагниченности. При не очень больших значенияH b (по отношению к полюанизотропии), площадь гистерезиса уменьшается незначительно, однако дальнейшееувеличение подмагничивающего поля приводит к резкому сокращению площадигистерезиса и для H b  H K cos  гистерезис исчезает. При этом кривая импеданса имеетмаксимальную чувствительность.

Поведение недиаганального импеданса аналогично,но чувствительность может быть еще выше, так как эта величина спадает до нуля, еслиM0находится вдольy  или z  направлений.Такое поведение аналогичноповедению импеданса провода с геликоидальной анизотропией. Но наличие внутреннеговысокопроводящего слоя приводит к значительному усилению эффекта при уменьшенииразмеров.Асимметричные кривые импеданса были реализованные впервые в пленкахNiFe/Au/NiFe , в которых была наведена перекрестная анизотропия с углом порядка 45градусов [264]. Ширина пленки была 200 микрон, толщина 1.5 микрона и длина – 5 мм.Результаты представлены на Рисунке 5.12 для реальной части импеданса, которая имеетбольшую чувствительность. Видно, что в присутствии подмагничивающего тока (60мА), пики импеданса при положительных и отрицательных полях существенноразличаются, гистерезис смещается в область отрицательных полей и его площадьуменьшается.

Такое поведение соответствует теоретическому анализу.1843,6Re ( Z ) (Ом)3,43,23,0b = 200 мl = 5 ммh = 1.5 мf = 51 МГцI b = 60 мАIb = 02,82,62,4-40-30-20-10010203040H ex(Э)Рисунок5.12.Асимметричные импедансные характеристики для NiFe/Au/NiFeсандвича со скрещенной анизотропиейв присутствие подмагничивающего тока.Геометрические параметры сандвича указаны на рисунке.Далее исследовались Co70.2Fe7.8B22/Cu/ Co70.2Fe7.8B22 трехслойные пленки, вкоторых угол «спиральной» анизотропии варьировалсяот  15 до   45 .Геометрические параметры сандвича: длина – 5 мм, ширина – 40 микрон и толщина – 1микрон (все слои имеют одинаковую толщину). На рисунках 5.13-5.15 представленыМИ характеристики для таких образцов в присутствии подмагничивающего тока в 25 мАдля различных частот.

Характеристики

Список файлов диссертации