Krinchik-GS-Fizika-magnitnyh-yavlenii (1239154), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Существенную информацию дает также н изменение амплитуды внешнего ма1нитного поля. 355 Для характеристики возможностей методики приведем примеры операций, с помощью которых можно провести измерения той нли иной компоненты намагниченности на микроучастке поверхности магнитного кристалла. 1. При использовании обычного объектива мы имеем симметричный пучок в том смысле, что каждому лучу света с положительным углом падения соответствует луч с отрицательным углом падения, что приводит к исчезновению экваториального и меридионального эффектов Керра, нечетных по углу падения и зависящих линейно от параллельных поверхности образца компонент намагниченности. При введении ана,тизатора регистрируется полярный эффект Керра, т. е.
изменение нормальной компоненты намагниченности. При отсутствии анализатора регистрируется ориентационный магнитооптический эффект, т. е. изменение интенсивности отраженного света, пропорциональное изменению квадрата тангенциальнои составляющей намагниченности, перпендикулярной плоскости падения света. 2. При введении призмы косого освещения фиксируются плоскость и угол падения света, что дает возможность измерять магнитооптические эффекты, связанные линейно с изменением тангенциальных компонент намагниченности. При отсутствии анализатора регистрируется экваториальный эффект Керра, представляющий собой изменение интенсивности отраженного света, пропорциональное изменению компоненты намагниченности, перпендикулярной плоскости падения света.
В случае, когда электрический вектор световой волны перпендикулярен плоскости падения (т-волна), экваториальный эффект Керра равен нулю. При отсутствии анализатора можно измерить нормальную слагающую намагниченности по эффекту изменения интенсивности отраженного света пои полярном намагничивании ферромагнетнка. Для этого надо установить плоскость поляризации поляризатора, отличной от з и р, например 45'-ю ориентацию плоскости поляризации. Аналогично предыдущему пункту можно измерить горизонтальную составляющую намагниченности, параллельную плоскости падения света, по эффекту изменения интенсивности отраженного света при меридиональном намагничивании ферромагнетика.
При введении анализатора можно измерить эту же составляющую по меридианальному эффекту Керра, который отличен от нуля и для р- и для з-волн. Характеризуя разработанную методику в целом, можно сказать, что эта установка является магнитооптическим микромагнетометром, поскольку она позволяет измерять магнитные свойства образцов объемом порядка 10 " см' (при площади засветки 1 мкм и глубине проникновения света 0,1 мкм) и изучать объект при предельном оптическом разрешении (-0,2 мкм) и весьма малой 356 г( мам О )йЗ г' 2 .7 9 о) йй ()у ()ч ()у )(э Рис.
5.28. а — магнитооптический эффект от движущейся доменной границы в железном вискере при различных значениях магнитного поля; о — зависимость интервала между положительным и отрицательным максимумами на кривых Ь(х) от поля, раскачки для доменной границы в железном вискере; в — та же аависимость от поля раскачки (светлые кружки) и от ширины щели фотоумножителя (черные кружки) для доменной границы в гематнте контрастности (коэффициенты отражения по-разному намагниченных участков поверхности различак>тся менее чем на 0,1%).
Кроме того, динамический метод позволяет выделить эффекты магнитноц структуры на фоне оптических несовершенств поверхности образца. В качестве первого примера применения магнитооптической методики рассмотрим определение ширины доменной границы [231. Вопрос о структуре доменной границы при выходе ее на поверхность массивного ферромагнетнка к настоящему времени не решен теоретически, причем большинство работ предсказывает сужение границы при подходе к поверхности. Прямым методом изучения структуры доменной границы на поверхности ферромагнетика является магнитооптический метод, поскольку он состоит в измерении распределения намагниченности непосредственно в объеме, занимаемом переходным слоем между доменами.
Исследование доменных границ производилось на массивных монокристаллах кремнистого железа и на нитевидных кристаллах «усах» в кристаллографической плоскости (001). При этом в кристалле образуются 180'-е доменные границы, располагающиеся вдоль оси [1001. Обозначим ось, перпендикулярную поверхности об>разца, через з, ось, лежащую в плоскости образца и перпендикулярную доменной границе,— через х и ось, лежащую в плоскости образца и направленную вдоль доменной границы,— через у. Тогда намагниченность в объеме двух соседних доменов равна ч=1„, т. е.
направлена вдоль осей у и — у. На рис. 5.28, а представлены кривые магнитооптического эффекта, измеренные вдоль оси х, т. е. при продвижении щели фотоумножителя в фокальной плоскости микроскопа поперек доменной границы при фиксированной амплитуде раскачки границы.
Исключение тривиального эффекта, возникающего от доменов, обусловленного попеременным попаданием на щель фотоумножителя изображения объема то одного, то другого домена, достигалось благодаря использованию симметричного светового пучка, выходящего из объектива. При этом экваториальный эффект Керра от доменов исчезал потому, что каждому лучу света с положительным углом падения соответствовал луч с отрицательным углом падения, а экваториальный эффект нечетен по углу падения. Эффект же, который при этом не исчезает, зафиксирован иа кривых рис.
5.28, а; это ориентационн>яй магнитооптический эффект, квадратичное по намагниченности и четное по углу падения изменение интенсивности отраженного света, При малых амплитудах раскачки границы интервал между положительным и отрицательным максимумами с) не зависит от амплитуды подмагничивающего поля Н, и мы интерпретируем появление этих максимумов как дифференциальный эффект, возникающий за счет областей максимального изменения намагниченности в доменном граничном слое, а интервал >га — как эффективную ширину доменной границы, Из рисунка 5.28, б видно, что >га — ширина доменной границы для кремнистого железа — составляет примерно 0,7 мкм.
Дальней- 358 шую информацию о структуре доменной границы удалось получить с помощью других магнитооптических эффектов. Измерение нечетного экваториального эффекта Керра показало, что граница намагничена в поперечном направлении почти до насыщения, т. е. она является неелевской у поверхности, Удалось наблюдать изменение знака этой компоненты, т. е. наличие субдоменов в доменной 1>м1> Я/смб 000 млм 700 100 — >00 — 700 -000 Рис. 5.29.
Распределение горизонтальной и вертикальной составляющих намагниченности магнитопровода вблизи зазора длн двух типов магнитных головок: а — обычнсн тороидальнан пермаллоевая магнитная головка, б — ферритнан головка с тонкопленочными пермаллоевымн полюсными наконечниками границе, и изменить структуру субдоменов, т. е.
наблюдать процессы намагничивании и перемагничивания самой доменной границы. На рис. 5.28, в представлены результаты аналогичных измерений на базисной плоскости гематита, где доменная граница оказалась значительно более широкой, с)а составляет примерно 2,7 мкм. В качестве второго примера применения магнитооптической методики микронного разрешения к техническим проблемам приведем некоторые результаты измерения параметров головок для магнитной записи с микронными зазорами и пермаллоевых аппликаций для управления ЦМД. На рис.
5.29 представлены результаты измерения нормальной и горизонтальной составляющих намагниченности пермаллоевого магннтопровода вблизи зазора магнитной головки. Рис. 5.29, а относится к обычной головке с 3,5-микронным зазором и «бесконечнымь магнитопроводом, рис. 5.29, б— к головке с тонкопленочными вертикальными «наконечниками», нанесенными на ферритовый магнитопровод, подводящий магнит- 359 А71 101 д'Ю 10 10 05 75 К гглгг -05 ! — х 361 ный поток. Измерение нормальной составляющей намагниченности проводилось с помощью полярного эффекта Керра, горизонтальной — с помощью экваториального эффекта.
Нормировка кривых осуществлялась путем измерения магнитооптических эффектов насыщения на отдельных образцах из того же материала, Распределение намагниченности в магнитопроводе вблизи зазора однозначно определяет распределение магнитного поля в зазоре, хотя Рис. 5.30, Распределение намагниченности в горизонтальных частях Т-элемента доменопродвигающей схемы при ориентации магнитного поля (Н =)8 Э) вдоль оси х (кривая l) и вдоль у (кривые 2, 3) [301 можно в данном случае измерить магнитное поле и другим способом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
