Спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці

Реферат: Спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці, що включає створення спіральної доменної структури шляхом дії на магнітоодновісну плівку послідовності імпульсів магнітного поля, спрямованого колінеарно осі легкого намагнічування плівки, який відрізняється тим, що на створену ґратку циліндричних магнітних доменів діють імпульсами магнітного поля протягом 10 хвилин до одержання гантелевидних доменів як зародків спіральних доменів, з подальшим зменшенням у 2-3 рази амплітуди поля до розкручування гантелевидного домена у спіраль. UA 71676 U (12) UA 71676 U UA 71676 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до обчислюваної техніки і може бути використана при створенні запам'ятовуючих пристроїв на циліндричних магнітних доменах, магнітооптичних модуляторів, затворів, пристроїв термомагнітного запису, селективних оптичних фільтрів і сенсорів, магнітооптичних хвилеводів, циркуляторів і т. ін. Всі вони знаходять широке застосування у мікроелектроніці, квантовій електроніці, інтегральній оптиці, спінтроніці та магнітофотоніці. Відомий спосіб формування статичних спіральних доменів із лабіринтної доменної структури шляхом дії постійного магнітного поля, паралельного осі легкого намагнічування плівки [1]. Це стійкі спіральні домени у присутності поля. Проте після виключення поля залишаються спіральні домени з меншим числом витків, оточені лабіринтною доменною структурою. Такі спіральні домени являють собою нерівноважну доменну структуру. Відомий також спосіб формування спіральних доменів із лабіринтної доменної структури імпульсним магнітним полем високої частоти у присутності або відсутності постійного магнітного поля [2]. При цьому утворюються спіральні домени з різним числом витків, оточені лабіринтною доменною структурою. Вони зберігаються після виключення імпульсного магнітного поля. Але недоліком цього способу є те, що після знищення їх неможливо створити знову з попередніми параметрами. Це теж нерівноважні спіральні домени. Найбільш близьким до корисної моделі є спосіб формування рівноважної ґратки циліндричних магнітних доменів [3]. Спосіб засновано на дії на магнітоодновісну плівку послідовності імпульсів магнітного поля, направленого колінеарно осі легкого намагнічування плівки з подальшим зменшенням амплітуди до одержання значення густини ґратки y  d = 0,74, a 25 30 35 40 45 50 55 де d - діаметр циліндричного магнітного домена, а - період ґратки. Така ґратка є термодинамічно рівноважною, їй відповідає мінімум енергії при температурі формування. В основу корисної моделі поставлена задача створити спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці, який дозволяє одержувати стійкий спіральний домен, що зберігається після виключення поля і який після знищення можна знову створити з попередніми параметрами. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці, який включає створення спіральної доменної структури шляхом дії на магнітоодновісну плівку послідовності імпульсів магнітного поля, спрямованого колінеарно осі легкого намагнічування плівки, згідно з корисною моделлю, на створену ґратку циліндричних магнітних доменів діють імпульсами магнітного поля протягом 10 хвилин до одержання гантелевидних доменів як зародків спіральних доменів, з подальшим зменшенням у 2-3 рази амплітуди поля до розкручування гантелевидного домена у спіраль. Приклад конкретного виконання Рівноважний спіральний домен складається з двох смугових доменів протилежної 2 намагніченості, скручених у спіраль Архімеда, має внутрішній і зовнішній кінці. Його розмір у 10 разів більше діаметра циліндричного магнітного домена. Рівноважний спіральний домен оточений стабілізуючою його рівноважною ґраткою циліндричних магнітних доменів (кресл.). Така доменна структура є термодинамічно рівноважною, оскільки сумарна намагніченість плівки дорівнює нулю, тобто площа плівки, яка має магнітний момент, направлений уверх, дорівнює площі, що має магнітний момент, направлений униз. У зв'язку з цим спіральній доменній структурі, яка має вигляд спіралі Архімеда і оточена ґраткою циліндричних магнітних доменів, відповідає мінімум енергії. Запропонований спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці складається із наступної послідовності операцій. Магнітоодновісну плівку поміщають у температурну головку магнітооптичної установки, освітлюють поляризованим світлом і спостерігають доменну структуру у поляризаційному мікроскопі. При вибраній температурі створюють, згідно зі способом [3], рівноважну ґратку циліндричних магнітних доменів. Для одержання рівноважної спіральної доменної структури на створену ґратку циліндричних магнітних доменів діють імпульсами монополярного магнітного поля. Робочі параметри магнітного поля вибирають у таких інтервалах: тривалість кожного імпульсу 0,3-8,6 мкс, частота проходження імпульсів 200-800 Гц, амплітуда напруженості 40-80 Е. Дія імпульсами поля відбувається протягом 10 хвилин до одержання гантелевидних доменів. Протягом цього часу в доменних межах циліндричних магнітних доменів створюються вертикальні блохівські лінії. В деяких доменних межах створюється понад 100 вертикальних блохівських ліній, внаслідок чого циліндричні магнітні домени перетворюються у гантелевидні домени. Після створення гантелевидних доменів на доменну структуру діють імпульсним полем тієї ж частоти і тривалості, але зі зменшеною у 2-3 рази амплітудою напруженості до розкручування 1 UA 71676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 гантелевидного домена у спіральний домен. Це відбувається протягом 1-3 с. Сумарний час формування рівноважної доменної структури 10 хвилин. Вимірювання радіуса спірального домена, періоду смугової структури, яка створює спіральний домен, і діаметра циліндричних магнітних доменів виконується візуально, за допомогою мікрометричного барабана мікроскопа, або, при необхідності, за допомогою фотоапарата та комп'ютера. Після виключення імпульсного магнітного поля спіральна доменна структура зберігається необмежений час. При зберіганні умов формування спіральну доменну структуру можна знову створити з попередніми параметрами, тобто з попередніми кількістю витків і радіусом спіралі. Запропонованим способом можна сформувати рівноважну спіральну доменну структуру тільки у плівках, які мають фактор якості Q>5. Запропонований спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці - це процес виконування наступних взаємопов'язаних дій. 1. Спіральна доменна структура формується шляхом дії на створену по способу [3] ґратку циліндричних магнітних доменів монополярним імпульсним магнітним полем, колінеарним вісі легкого намагнічування плівки. Дія здійснюється послідовністю імпульсів магнітного поля тривалістю 0,3-8,6 мкс, частотою проходження імпульсів 200-800 Гц, амплітудою напруженості 40-80 Е протягом 10 хвилин до одержання гантелевидних доменів. 2. На доменну структуру з гантелевидними доменами діють імпульсним полем тієї ж частоти і тривалості, але зі зменшеною у 2-3 рази амплітудою напруженості протягом 1-3 с до розкручування гантелевидних доменів у спіральну доменну структуру. Формування спіральної доменної структури у магнітоодновісних плівках та вивчення її особливостей - актуальна задача сьогодення. Завдяки прозорості ферит-гранатових плівок за допомогою ефекту Фарадея можна спостерігати поведінку спіральної доменної структури при зміні температури або магнітного поля. Це наглядне моделювання поведінки спіральної структури під впливом зовнішніх чинників. Спіраль є досить загальним структурним елементом, що зустрічається: у магнітом'яких матеріалах при намагнічуванні та перемагнічуванні і впливає на їх технічні характеристики; у космосі - спіральні галактики; у твердому тілі - вихори у надпровідниках; у рідинах - вихори при турбулентному процесі; вихори в газах (аеродинаміка); вихрові структури поблизу поверхні твердого тіла в умовах впливу електрохімічних реакцій і постійного магнітного поля; електровихрові течії у дугових сталеплавильних печах постійного струму з подовим електродом. Вихори у плазмі - це магнітодинамічні генератори (у зв'язку з ефектом вмороженості силових ліній магнітного поля у плазмі виникають великі індукційні струми). Вихровий рух магми у земній кулі - це динамопроцес, що призводить до створення магнітного поля Землі. Отже, дослідження особливостей спіральних доменних структур як модельного об'єкта вихорів стосується енергозберігаючих технологій. Список літератури: 1. Гесь А.П. Спиральные домены в монокристаллических пленках ферритов-гранатов в статических магнитных полях / А.П. Гесь, В.В. Федотова, А.К. Богуш, Т.А. Горбачевская // ЖЭТФ. - 1990. - Т. 52, № 9. - С. 1079-1081. 2. Лисовский Ф.В. Спиральные домены в магнитных пленках / Ф.В. Лисовский, Е.Г. Мансветова // ФТТ. - 1989. - Т. 31, № 5. - С. 273-275. 3. А.С. 1461259 СССР. Способ формирования равновесной решетки цилиндрических магнитных доменов / В.А. Заблоцкий, Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк, Г.С. Ярош. - № 4240061; заявл. 09.03.87 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Спосіб формування рівноважної спіральної доменної структури в магнітоодновісній плівці, що включає створення спіральної доменної структури шляхом дії на магнітоодновісну плівку послідовності імпульсів магнітного поля, спрямованого колінеарно осі легкого намагнічування плівки, який відрізняється тим, що на створену ґратку циліндричних магнітних доменів діють імпульсами магнітного поля протягом 10 хвилин до одержання гантелевидних доменів як зародків спіральних доменів, з подальшим зменшенням у 2-3 рази амплітуди поля до розкручування гантелевидного домена у спіраль. 2 UA 71676 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3