Введение к работе
Актуальность темы. 3 последние годы вновь заметно увеличился интерес к тонким многослойным магнитным пленкам ввиду перспективности их применения в различных системах обработки информации. Свойства двухслойных и многослойных магнитных пленок сложнее и многообразнее свойств однослойных и требувт тщательного изучения. Существует ряд эффектов, присущих многослойным структурам, которые не наблюдаются в однослойных магнитных пленках.
Ядерное спиновое зхо в тонких магнитных пленках начали активно исследовать в конце 60-х - начале 70-х гг. В отличие от массивных ферромагнетиков тонкие магнитные пленки представляют собой удобный объект для исследования импульсным ЯМР, так как их толщина много меньше толщины скин-слоя и пленки фактически прозрачны для.радиочастотного излучения. Вместе с исследованиями основных параметров ЯМР в магнитных пленках переходных металлов и сплавов рассматривалась возможность их использования в устройствах обработки радиосигналов на основе спинового эха (так называемые спиновые эхо-процессоры).
Использование многослойных магнитных пленок в спиновых устройствах повыиает амплитуду сигнала оха и, следовательно, динамический диапазон данных устройств. Многослойные магнитные пленки предпочтительнее в применении и в других устройствах обработки информации. Двухслойные и многослойные пленки считаются наиболее перспективными при термомагнитной и оптической обработке информации ГГуслиенко, 1989], так как их свойства становятся менее чувствительными к изменениям температуры и магнитного поля по сравнению с однослойными.
Методомимпульсного ЯМР обнаружен ряд интересных эффектов в
многослойных магнитных структурах. Так, при исследовании магнит
ных пленок с обменной связью наблюдалось увеличение амплитуды си
гнала sxa іГуслиенко, 19383, обусловленное уменьшением поля ани
зотропии.. При уменьшении толщины магнитных слоев возможна потеря
намагниченности [Foiui , 1988 ] и появление сигнала ЯМР от меж
фазной области Эти и другие эффекты свиде
тельствуют о многообразии явлений в многослойных магнитных струк
турах. ^
Таким образом, исследование многослойных магнитных пленок и развитие методов изучения их макро- и микроструктуры, в частности, с помощью ядерного спинового эха, является актуальной зада-
Цель работы: исследование импульсного ЯМР Со в тонких многослойных ферромагнитных пленках кобальта и .сплава F-eJJiCo изучение на этой основе некоторых особенностей их магнитной структуры, определение оптимальных параметров многослойных кобальтовых пленок, обеспечивающих максимальную амплитуду сигнала эха.
В связи с данной целью необходимо было решить следующие задачи:
-
Разработать датчик Я'.? (спиновый резонатор), пригодный для исследования тонких ферромагнитных пленок (ТФП) с широкой линией ЯМ? и для использования в спиновых устройствах обработки сигналов (эхо-процессорах).
-
Определить явный вид функции распределения числа ядер по коэффициентам усиления для тонких кобальтовых пленок.
-
Исследовать форму сигнала sxa в многослойных кобальтовых ТФП при действии на них длинных радиоимпульсов, спектр которых значительно уже ширины линии ЯМР.
-
Определить характер разброса ориентации локальных осей легкого намагничивания (ОЛН) в многослойных ТФП кобальта и сплава FejJiCo с помощью импульсного ЯМР.
-
Определить оптимальные параметры многослойных кобальтовых пленок, изготовленных способом ионно-плазменкого распыления для получения максимальной амплитуды сигнала эха.
Автор защищает:
-
Метод определения функции распределения числа ядер по коэффициентам усиления в ТФП, имеющих большую вирину линии ЯМР, с помощью изучения зависимости амплитуды эха от мощности возбуждающих импульсов.
-
Совокупность экспериментальных доказательств существования в многослойных пленках двух преимущественных направлений в распределении ориентации локальных осей легкого намагничивания и метод их определения по зависимости амплитуды сигнала ядерного спинового эха от направления радиочастотного поля в плоскости пленки.
-
Конструкцию спинового резонатора типа линии задержки на отрезке симметричного полоскового волновода для регистрации ЯМР
Со а тонких ферромагнитных пленках.
Новияна работы, научная и практическая ценность Предложена и защищена тремя авторскими свидетельствами конструкция спинового резонатора типа линии задержки на отрезке сим-
метричного полоскогого волновода для ТФП с широкими линиями ЯМР, пригодная для использования в спиноеых устройствах обработки информации.
Определены температурные коэффициенты основных параметров ЯМР в тонких многослойных пленках кобальта и сплава Fzh't-Co
Произведен расчет амплитуды сигнала оха с учетом функции распределения числа ядер по коэффициентам усиления и при действии на неоднородно-уширенную линию ЯМР длинных нмпульсоз. На основе данного расчета получена функция распределения числа ядер по коэффициентам усиления для тонких многослойных пленок кобальта и сплава
Исследована форма сигнала эха в кобальтовых ТФП при действии длинных радиоимпульсов и выявлено, что в данном случае вид функции распределения слабо влияет на форму сигнала ядерного спинового эха.
С помощь» импульсного ЯМР установлено существование в многослойных пленках кобальта и сплава Fe.//iCo двух преимущественных направлений в распределении локальных осей легкого намагничивания, причем угол между этими направлениями увеличивается с ростом числа магнитных слоев. Предложенный метод исследования тонких многослойных ферромагнитных пленок может применяться для изучения распределения локальных осей легкого намагничивания и в других многослойных магнитных структурах.
Определены оптимальные параметры многослойных ТФП кобальта и сплава Fe.//L Со , изготовленных методом ионно-плазменного распыления, с точки зрения получения максимальной амплитуды сигнала эха, что важно при использовании их в эхо-процессорах.
Апробация работы. Результаты исследования импульсного ЯМР в тонких магнитных кобальтовых пленках были представлены на:
ХУ отраслевой научно-технической конференции (г. Ленинград, 1985 г.);
Всесоюзной конференции "Акустоэлектронные устройства обработки информации (г. Черкассы, 1988 г.).
Публикации: по теме диссертвцки опубликовано II печатных работ.
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, четырех глаз и выводов. Она содержит 31 рисунок и список литературы из 121 названия. Общий объем диссертации - 175 страниц.
