Спосіб визначення температури кюрі поверхні феромагнітних матеріалів

МЛК6 G01R 33/22 Спосіб визначення температури Кюрі поверхні феромагнітних матеріалів , і \ | І 1 І І 1 j | \ Винахід відноситься до області фізичного матеріалознавства і може знайти застосування в таких областях науки і техніки, де необхідна розробка нових магнітних матеріалів та пристроїв (приладів), що використовують магнітні властивості матеріалів, наприклад в електроном приладобудуванні та обчислювальної техніці (створення нових елементів магнітної реєстрації інформації). Однією з важливіших характеристик феромагнітних матеріалів є температура Кюрі Тк, вище за яку матеріал втрачає магнитні властивості і переходить з феромагнітного в парамагнітний стан. У багатьох випадках ця характеристика є локальною, тобто має різні значення в різних точках зразка, наприклад в баї атошарових тонких плівках, в неоднорідних або багатофазних зразках, на різних гранях монокристалів тощо. Існують способи визначення Тк, які засновані на вимірюванні деякої магнітної фізичної характеристики даного І матеріалу при нагріві зразка до температури, що перевищує температуру магнітного перетворення Тк [Чечерников ВИ. Магнитные измерения. Изд. МГУ, 1963, с.82]. Такими характеристиками можуть бути намагниченість, магнітострикція, гальваномагнітний ефект, коерцитівна сила і таке інше. При цьому значення Тк відповідає температурі нагріву, при якій вказані характеристики приймають нульове значення. Недоліками такого способу є необхідність використання для вимірювань зразків порівняно великої маси (декілька грамів і більше), неможливість проведення визначення температури Кюрі в мікрооб'ємах речовини, наприклад у тонких плівках, мікрочастинках, мікровиділиннях нових фаз в масивних зразках або на границях розподілу двох фаз. Крім того, відомим способом визначається температура Кюрі всього об'єму зразка, що не дає можливості локального визначення Тк, наприклад, у визначеній точці поверхні або тонкого поверхневого шару. Існує інший спосіб визначення Тк. Він заснован на вимірюванні температурних аномалій немагнітних фізичних характеристик феромагнітних матеріалів, наприклад, теплоємності, термо-ЕРС, температурного коефіцієнта електричного опору або термічного розширення [Gerlach W. «Elektrochem», 45, 151, 1939]. Температура Кюрі визначається шляхом аналізу характерних особливостей на графіках залежності вимірюваной характеристики від температури, шо обумовлені переходом матеріалу з феромагнітного до парамагнітного стану. Недоліками такого способу також є необхідність використання для вимірювань зразків порівняно великої маси (декілька грамів і більше), неможливість проведення визначення температури Кюрі в м ікрооб'смах речовини, наприклад у тонких плівках, мікрочастинках, мікровиділиннях нових фаз в масивних зразках, на границях розподілу двох фаз, або у визначеній точці поверхні або тонкого поверхневого шару. Існує спосіб локального визначення температури Кюрі [Авторское свидетельство №721787, 1979г.]. В цьому способі зразок нагрівають, одночасно з нагрівом зразка завдану дільничку поверхні бомбардують зфокусованим пучком іонів, а температуру Кюрі визначають по залежності струму вторинних іонів від температури нагріву. Недоліками такого способу є руйнування поверхні зразка під час іоного бомбардування за рахунок катодного розпилу, зміна елементного складу вимірюваного локального об'єму і відповідно його температури Кюрі під час аналізу за рахунок ефектів селективного розпилу та радіаційно-стимульованої сегрегації. Розпил дільнички поверхні, що аналізується призводить до зменшення точності та пошарової розподільчої здатності визначення Тк. Крім того, застосування іоного пучка обмежує локальність визначення Тк у площині поверхні долями мікрометру, оскільки існує принципова неможливість фокусування іоного пучка до меншої величини. Технічною задачею цього винаходу є створення неруйнуючого способу локального визначення температури Кюрі, підвищення точності, пошарової розподільчої здатності і локальності визначення Тк. Поставлена технічна задача вирішується за рахунок того, що зразок нагрівають з одночасним бомбардуванням завданої дільнички зразка пучком заряджених частинок, а температуру Кюрі визначають по залежності струму вторинних частинок від температури нагріву, причому бомбардування здійснюється пучком електронів, а температура Кюрі визначається по максимуму на залежності струму вторинних електронів від температури нагріву. Використання пучка електронів не призводить до руйнування зразка і зміни його елементного складу, що підвищує точність і пошарову розподільчу здатність визначення Тк по максимуму на залежності струму вторинних електронів від температури нагріву, який обумовлено аномальною емісією вторинних електронів при переході локальної дільнички зразка, що опромінюється з з феромагнітного до парамагнітного стану. Пучок електронів можливо зфокусувати до розмірів в декілька нанометрів, що підвищує локальність визначення Тк. На