Магнитооптическое исследование структуры доменных границ ферритов-гранатов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

/

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 537.61

Папорков Владимир Аркадьевич

МАГНИТООПТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУШ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ ФЕРгаТОВ-ГРАНАТОВ

Специальность 01,04.II - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА - 1990

Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультета МГУ км. М.В.Ломоносова

Научные руководители: доктор физико-математических наук,

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Г.Е.Ходенков, доктор физико-математических наук, А.Я.Червоненкис•

Ведущая организация: Институт проблем управления, г. Москва.

Защита состоится 1-чи ¿ир_1990 г.

в часов ¿О минут на заседании специализированного

совета # 3 ОФТТ (К 053.05.7?) в МГУ им. Й.В.Ломоносова по адресу: 119699 ГС11, Москва, Ленинские горы, МГУ, физический

профессор Р.С.Кринчик,

кандидат физико-математических наук

Е.Е.Шалыгина.

факультет, аудитория С Д- .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ/ ,

Автореферат разослан " "¿и. 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета И 3 ОФТТ в МГУ им. М.В.Ломоносова кандидат физико-математиче

Т.М.Козлова

• I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Монокристалические пленки ферритов-гранатов с осыо легкого намагничивания (ОЛН), расположенной перпендикулярно поверхности, в настоящее время широко используются в системах магнитной записи информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). Быстродействие и надежность этих устройств во многом зависят от динамических свойств ЦМД, возможности управления их движением, что определяется, в основном, структурой доменных границ (ДГ). Исследования доменных границ ЦМД - материалов дали много очень важных теоретических и экспериментальных результатов, которые существенно улучшили понимание флтт ДГ. Важнейшим из них является открытие структурных элементов доменной границы: вертикальных (ВБЛ) и горизонтальных (ГБЛ) блоховских линий, и определение их влияния да динамику ДГ. Успехи в изучении микроструктуры ДГ, достигнутые в последнем десятилетии, позволили выдвинуть идею использования для кодирования информации не ЦМД, а находящиеся внутри доменной границы гораздо меньшие ыикрообъекты - вертикальные блоховские линии. Огромное значение этой идеи заключается в возможности повышения на несколько порядков емкости доменных запоминающих устройств (ЗУ) при использовании отработанной технологии, применяемой при изготовлении ЗУ на ЦВД.

Для получения субмикронных ЦМД применяют пленки толщиной мкм, роль поверхности в формировании структуры ДГ, её свойств при этом возрастает, что стимулирует исследования структуры и динамических свойств доменных границ в приповерхностных областях.

Наиболее эффективным методом исследования локальных магнитных характеристик в объеме и на поверхности ферромагнитного образ-

1-147у

ца является магнитооптический (МО) метод микронного разрешения, который широко используется для изучения отдельных доменов, доменных границ, их структуры. Возможности применения МО методов тесно связаны со степенью изученности соответствующих магнитооптических эффектов, уровнем экспериментальной техники, совершенством методики исследования.

Целью работы было исследование структуры доменных границ ферритов-гранатов в объеме и на поверхности образца с помощьо МО эффектов Фарадея и Керра, изучение процессов намагничивания доменных границ; дальнейшее экспериментальное и теоретическое развитие динамической методики исследования доменных границ.

Научная новизна --« практическая значимость результатов работы. В работе осуществлено преобразование, блоховской доменной границы в неелевскуго в магнитном поле. Определено критическое поле преобразования.

Впервые прямыми методами путём измерения намагниченности доменной границы на поверхности пленки наблюдалось раскручивание ДГ в магнитном поле. Показано, что характерные поля, в которых происходит это преобразование, значительно превышают теоретическое значение поля скручивания на поверхности пленки, определяемое в модели однородной скрученной границы.

Путём прямого измерения намагниченности в объеме ДГ зарегистрированы участки границы с различной полярностью. Впервые в ВДЦ-материале измерены локальные кривые тамагшчивания и петли гистерезиса одиночной доменной границы, показана связь процессов намагничивания со структурой ДГ.

Впервые двумя различными магнитооптическими методами измерена ширина ДГ в пленке феррита-граната с ОЛН, расположенной перпендикулярно поверхности.

Результаты, полученные в работе, существенно расширяют представления о структуре доменных границ в объеме и на поверхности образца, процессах их намагничивания и могут быть использованы для развития теории доменных границ, а также при решении задач, связанных с разработкой устройств для сверхплотной записи информации.

Апробация работы. Результаты работы докладывались та Всесоюзной конференции "Современные проблемы физики и ее приложений" (Москва, 1987), та УШ Всесоазном семинаре "Элементы и устрой- • ства на ВБЛ и ЦМД" (Симферополь, 1987), та Всесоюзной школе-семинаре "Доменные и магнитооптические запоминающие устройства" (Кобулети, 1987), на тучной конференции "Ломоносовские чтения" (Москва, 1988), на ХУНТ Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (Калинин, 1988).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, список которых приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения, списка цитируемой литературы из 96 наименований. Общий объем составляет страниц машино-

писного текста, вклвчагацего 5О рисунков и 4 таблицы.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБ01Н

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные положения, выносимые та защиту, практическая значимость работы.

Первая глава представляет собой литературный обзор, в котором приводятся основные теоретические и экспериментальные результаты исследований структуры доменных границ ферритов-гранатов. Глава состоит из четырех параграфов.

2-14/у

з

Кратко излагаются основные положения теории одномерной доменной границы в ферромагнетике бесконечных размеров. Рассматриваются ДГ с вертикальными и горизонтальными блоховскими линиями, а также скрученые доменные границы, реализующиеся в ЦМД-пленках. Обсуждаются механизмы перестройки структуры ДГ под действием внешнего магнитного поля, процессы зарождения, смещения, аннигиляции, преобразования блоховских линий. Приводится краткий обзор основных экспериментальных методов исследования структуры ДГ, основанных на изменении её динамических свойств при структурных превращениях, происходящих во внешнем магнитном поле, даются количественные оценки характерных полей. Рассматриваются методы прямого оптического наблюдения ВБЛ в доменных границах 1Щ - материалов, основанные на МО эффектах варадея и Коттона -Мутона.

Вторая глава посвящена описанию методики эксперимента. В §§ I, 2 даётся классификация МО эффектов прохождения и отражения, рассматриваются особенности их^измерения. В 5 3 приводится блок - схема и описание автокатизированной установки для регистрации МО эффектов Керра и Фарадея, созданной на базе магнитооптического микромагнетометра. Оптическая часть установки состоит из точечного источника, светофильтра, поляризатора, апертурной диафрагмы, полупрозрачного зеркала или призмы полного внутреннего отражения, объектива, формирующего изображение и служащего одновременно элементом конденсора. В плоскости изображения на подвижной платформе установлен фотоприемник с регулируемой измерительной щелью. Перемещение платформы вплоскости изображения осуществляется с помощью двух микрометрических винтов. Наклонное освещение исследуемой поверхности, необходимое для измерения экваториаль-

ного эффекта Керра (ЭЭК), осуществляется путем смещения апертурной диафрагмы относительно оптической оси. Поляризатор устанавливается в положение, обеспечивающее Р - поляризацию луча.

Дня измерений в проходящем свете установка была снабжена дополнительным источником, в качестве которого использовался гелий-неоновый лазер с длиной волны 0,63 мкм. В отраженном свете измерения производились т длине волны ~ 0,4 мкм, что обеспечивалось специальным светофильтром. В качестве фотоприемника использовался фотоэлектронный умножитель ФЭУ-39А.

Электронно-измерительный тракт установки состоял из преобразователя "ток - напряжение", усилителя постоянного тока, селективного усилителя, синхронного детектора, аналогового делителя напряжения, осуществляющего операции деления амплитуды переменной составляющей сигнала на постоянную, и двухкоординатного самописца, напряжение развертки которого было пропорционально величине смещения подвижной платформы с измерительной щелью и фотоприемником. Намагничивающее устройство состояло из электромагнита, обеспечивающего намагничивание в плоскости образца (до I кЭ), и катушки, создающей поле вдоль оси, перпендикулярной плоскости образца (до 200 Э)Т Питание электромагнита и катушки в зависимости от условий эксперимента осуществлялось от стабилизированного 'источника постоянного тока или широкополосного усилителя мощности.

Для измерения кривых намагничивания в цепь усилителя мощности включался дополнительный модулятор, управляющее напряжение которого служило одновременно гапряжением развертки самописца.

Помимо аналогового способа усреднения, который применялся . при времени усреднения С< 20 с, в установке использовался цифровой метод. Для этих целей подключались микрокалькулятор типа Ш-64

со встроенным АЦП ( Т > 100 с) или преобразователь "напряжение-частота" с частотомером на выходе при 10 < < 100 с.

Измерения МО эффектов от ДГ производились в динамическом режиме. Суть методики состоит в периодическом смещении ДГ от положения равновесия (раскачке) с помощью малого переменного магнитного поля, приложенного вдоль ОЛИ, и измерении гармоник МО эффекта путем синхронного детектирования сигнала при смещении измерительной щели ФЭУ в направлении, вдоль которого движется ДГ. Структурные изменения в доменной границе осуществляются в этом случае дополнительными постоянными магнитными полями. В другом варианте реализации динамической методики измерения производились при неподвижной ДГ, а переменное магнитное поле, осуществляющее периодическое преобразование структуры доменной границы, одновременно обеспечивало модуляцию МО эффектов. Вариант с качающейся ДГ является более общим и подробно рассматривается в § 4. В работе . получены аналитические выражения для I и 2 гармоник МО сигнала в случае доменного эффекта, возникающего при периодическом появлении перед измерительной щелью ФЭУ изображений соседних доменов, и граничного, возникающего при отстройке от доменного и регистрации МО сигнала непосредственно от ДГ. Расчет выполнен для синусоидального и линейного режимов движения ДГ при различных соотношениях между шириной измерительной щели ФЭУ, амплитудой раскачки и размером изображения ДГ.' Показано, что'существуют оптимальные условия эксперимента, при которых МО эффект максимален.

Для исследования магнитооптической дифракции на полосовой доменной структуре (ПДС) использовалась вспомогательная установка -МО дифрактометр, созданная на базе гониометра ( 5 5).. Основными оптическими элементами её бьши: гелий - неоновый лазер, механический обтюратор, анализатор, зрительная труба, фотоприемник.

Электронно-измерительный тракт был аналогичен описанному выше. В качестве фотоприемников использовались фотодиоды типа ФД-25 К.

В § 6 делается анализ погрешностей измерений. Показано влияние электромагнитных наводок, шумов фотоприемника, избыточных шумов, неидеальностей оптических элементов схемы. В итоге, при "Г = 20 с погрешность измерения ЭЭК составила 2 х 10"^ , а эффекта Фарадея (Э$) - 5 х 10"^ , Погрешность измерения постоянной составляющей интенсивности при регистрации ЭФ составила 4 %. Погрешность определения магнитного поля с учетом ошибки калибровки составила (7 + 10 )%.

Описание исследуемых в работе образцов дано в § 7.

Образцаш служили эпитаксиальные висмут-содержащие монокристаллические пленки ферритов-гранатов (МПФГ) с ОЛН, расположенной перпендикулярно поверхности, выращенные на подложках гадолиний--галлиевого граната, а также пластинка, вырезанная из монокристалла иттериевого феррита-грагата (ЖИГ) параллельно кристаллографической плоскости (110). Основные параметры образцов приведены в таблицах I, 2.

В третьей главе приведены результаты исследования преобразования структуры доменных границ МПФГ во внешнем магнитном поле ка поверхности и в объеме образца. Среднюю по ширине ДГ тамагни-ченность скрученной границы можно представить в вид где , мв - неелевская и блоховская компоненты намагниченности, соответственно. В отсутствие внешних магнитных полейМ^О лишь в приповерхностной области плёнки, в центре границы М/,=0. В § I приведены результаты исследования с помощью ЭЭК изменения скрученности ДГ при продольном намагничивании. Величина скрученности на поверхности пленки определяется углом

3-14/у

При ориентации плоскости ДГ параллельно плоскости падения света величина ЭЭК £ - , при перпендикулярной их ориен-

тации сР~ ~ Ме, • Магнитное поле изменяющее скрученность ДГ, в зависимости от условий эксперимента было постоянным Ну = Нг (метод качающейся ДГ) или переменным: симметричным

Н^ = Нут -hfl- и однополярным Ну = (i+-fin- . В

постоянном поле измерения производились при приведенной ширине щели ФЭУ 2^ =0.2 мкм, времени усреднения 2Г = 20 с, в переменном -- при = 3.5 мкм, Т = 200 с. Во всех экспериментах регистрировалась I гармоника МО сигнала.

На рис. I а приведен график зависимости Я^о ), измеренной на образце № Во всем интервале изменения поля (-550 Э ^ Н^о ^ +550 Э) в пределах точности измерений и не зависит от предыстории, следовательно, можно предположить, что при Н^о =0" Т/2, т.е. в исходном состоянии намагниченность ДГ на поверхности имеет чисто неелевскую ориентации. Уменьшение ¿Ъ с ростом Н^ свидельствует об уменьшении угла скрученности %; . Поскольку для даннбй методики 6м~Мм » где М- величина при Н уо « 0.

Направление эффективного магнитного поля (Н^ , Н^,, 0), действующего на приповерхностные спины в ДГ, определяется углом

^ = ojvlcJj^. (Hy>/Hd)i где Kj - эффективное поле скручивания на поверхности. В общем-случае Ум; в модели скрученной ДГ, не учитывающей обменное взаимодействие при Hj»1

На рис.16 представлен зависимость cl^ =c^[au.ti\*.((fjj/d'//(<>))"J от Wxp, = Н¿1 cig. , которая хорошо аппроксимируется прямой, проходящей через дачало координат. Из графика можно определить поле Н^о ( Г/4), в котором еЛцГн* I. При /^=^о(Г/4) =350 Э,'

что для данного образца составляет 5*{8MS ).

Рис Л. Зависимость а) экваториального эффекта Керра

<?& (Н^ и с£( Нр

На рис. 2 представлены зависимости » ^в

измеренные в переменном гшапарном поле на образце ).< 2. Здесь же приведены расчетные кривые = >

где % = але-ир, (Н ум / Н^ ), Не/ = 350 Э, 83 - эмпирический коэффициент. Хорошее совпадение экспериментальных результатов с расчетами, выполненными в модели % = , позволяет предположить, что при раскручивании приповерхностных областей ДГ намагниченность их совпадает по тправлению с эффективным полем Н3ф . Аналогичные результаты получены и на других образах.

Большое отличие Н<у от его теоретического значения (I + 2)81^ можно объяснить тем, что раскручивание приповерхностных областей в ДГ, обладающих ВЕЛ;и ГБЛ, в местах их выхода т поверхность, может быть затруднено. При большой плотности ВЕЯ, когда расстояние между ниш , где Л = - ширина ВБЛ, га. поверхности может

образовываться структура типа "ряби", в результате, раскручивание участков, заключенных между ВБЛ, тоже затрудняется. В этом случае поле Ну0 уже не будет определяться полем скручивания, вычис-

ленным для однородной скрученной ДГ, и мокет сильно отличаться от значения (8М5 ).

В § 2 отмечается, чт'о в ДГ образцов МПОГ с ОЛН, расположенной перпендикулярно поверхности, средняя по ширине ДГ проекция намагниченности, совпадающая по направлению с ОЛН, отсутствует, т. е.

• Следовательно, для обеспечения возможности наблюдения ЭФ в ДГ свет должен распространяться под углом' к ОЛН. Как и при измерении ЭЭК, устанавливая плоскость ДГ параллельно или перпендикулярно плоскости падения, можно зарегистрировать М& и Му . В данном случае это будут проекции намагниченности ДГ, усредненные по толщине плёнки. Измерения ЭФ производились в пленарном переменном магнитном поле при поперечном (Н = Нх) и продольном (Н = Ни )

ю

намагничивании ДГ. В первом случае осуществлялось преобразование блоховской ДГ в неелевскую (БДГ - НДГ преобразование), во втором -переход правовинтовой блоховской ДГ в левовинтовую (ПВДГ - ЛВДГ преобразование). При поперечном намагничивании процесс преобразования происходит, в основном, путём вращения намагниченности. В работе показано, что, измеряя в этом случае зависимость М^Н^.), можно определить НКр - критическое поле ЦЦГ - НДГ преобразования и ширину НДГ, а, сканируя луч лайера вдоль ДГ, из графика зависимости Мд ПРИ фиксированном Н*. - определить относительную величину и знак намагниченности локальных участков ДГ. Намагничивание границы продольным полем происходит, в основном, путём смещения БЛ. Поэтому, измеряя кривые намагничивания и петли гистерезиса И&(Ну), можно получить информацию о характере распределения ЕЛ'в'ДГ.

В работе рассматриваются особенности измерения Э$ в ДГ. Поворот плоскости поляризации регистрировался при угле между оптическими осями поляризатора и анализатора, равном^74. Показано, что в результирующий эффект, помимо Э® в границе, обусловленного изменением намагниченности ДГ, дают вклад доменный эффект , связанный с качанием ДГ, и эффект , обусловленный отклонением натгниченности в домене на угол ^ . Исключение сГ^ осуществлялось при изменении знака угла падения ( & -*• - в ), ^ исключался путем вычитания из результирующего ЭФ величины (2 ©¿«//л, /Ни ), где со, - угол поворота плоскости поляризации в домене, Н ^ - амплитудное значение планарного магнитного поля, Нк - эффективное поле одноосной анизотропии. Угол в отклонения луча от ОЛН внутри образца составлял II 0 .

На рис. 3 приведен график зависимости , предста-

вляющий собой кривую намагничивания ДГ в поперечном поле. График построен по результатам измерения ЭФ в нескольких ДГ образца .V 2.

н

Ъ 2 I

О

V4"

т

/

Л-^-ГуЛ-

я; +

•

SO Í00 {SO zoo 250 Рис.3. Кривая намагничивания ДГ в поперечном поле.

V"3

{О

, °vM-i4c . A Д°г . Нч^-

Ю '201 50

Рис.4. Зависимость (при поперечном намагничивании, иллюстрирующая наличие субдоменов в ДГ.

На этом же рисунке приведены расчётные кривые намагничивания: статическая ( а ) и динамическая ( б ), вычисленные в рамках модели однородного вращения намагниченности в ДГ. Из рисунка видно хорошее совпадение экспериментальных и теоретических результатов, что позволяет в точке пересечения статической и диюмической кривых определить Нкр и Ау - ширину неелевской ДГ. Для данного образца Н^р «= 130 Э, что составляет 1.9 (8М3 ) и хорошо согласуется с" расчетным значением, полученным 'в работах Ходенкова. Поскольку прй Н^л = Нвеличина = , где - толщина пленки, то для ¿о = 0.21, & = 10.7 мкм, ^{Н^р)— 4.0хЮ"3 получим А# = 0.10 мкм, что хорошо согласуется с расчетным значением Лм = {Т/К^р = 0.12 мкм, где К37> ^/си + .

На рис. 4 приведен график зависимости . измеренной

ка образце 5 2 в поперечном шгнитном поле = где' Нэсл, < Н^, при сканировании щели ФЭУ вдоль изображения ДГ. Для создания исходного состояния ДГ образец предварительно был подвергнут кратковременному воздействию перпендикулярного плоскости пленки магнитного поля Н^ > 4 Т Мя .

Как видно из графика, на исследуемом отрезке ДГ имеются участки АВ, СИ , ЕР с различными по величине и здаку значениями бло-ховской. компоненты М8 . Так, на участке АВ преобладают субдомены с На> 0 , на участке СО - с Мь< 0, га участке НР - с Мв>0.

В областях ВС, I) Е й других, где М6 = О, ДГ находится в размагниченном состоянии, т.е. содержит субдомены, разделяемые равноотстоящими ВЕЛ.

Расстояние б между ВБЯ на всех участках меньше величины пространственного разрешения ° , что при / ~ 10 мкм,

в ~ ю° составляет ~2 мкм, т.е. Я 4 2 мкм.

Рис.5. Локальные кривые намагничивания и петли гистерезиса ДГ в продольном поле.

После намагничивания ДГ постоянным продольным планарным мг-нитным полем Н^р ш 1000 Э величина эффекта не зависела от координаты у- , а знак его определялся направлением что свидетельствовало об изменении полярности ДГ.

На рис. 5 приведены кривые намагничивания Мв и петли гистерезиса М& (Нц)/М$ - 4з » полученные в продоль-

ном переменном поле Н^ на образце № 3. Исходное состояние ДГ, как и в поперечном поле, создавалось путем кратковременного намагничивания' образца до насыщения магнитным полем Нг > АТ М^ .

Исследования показали, что в исходном состоянии в ДГ существуют участки длиной 5"»Д5 , имеющие симметричные прямоугольные петли гистерезиса с коэрцитивной силой Нс £==. 1.5 Э. Кривые намагничивания этих областей практически достигают насыщения в полях

л-3 Э (рис. 5 а). Эти участки устойчивы вплоть до |Ну)<(3+4) Э. Наряду с ними в исходном состоянии в ДГ существуют области, имеющие петли гистерезиса и кривые намагничивания, приведенные на рис. 5 б, г. Петли гистерезиса этих участков, оставаясь симметричными, не являются прямоугольными, а дасыщение достигается в значительно больших полях ( — 15 Э) и составляет (0.6 ■» 0.9)М3 .

.На рис. & показаны смещённые петли гистерезиса, которые наблюдаются после воздействия на ДГ постоянным полем 1000 Э . Поле, на которое смещены петли, составляет ±(4+8) Э, а знак его противоположен знаку Н^р. Форш петель гистерезиса подобга приведенным на рис. 5 г.

Полученные результаты можно объяснить следующим образом. В исходном состоянии ДГ могут состоять из субдоменов различной длины: от Я »Л до 'чЛ . Из-за отсутствия взаимодействия между парой ВЕЛ, ограничивающих субдомен длиной .5" Х>_Л , его перемагничи-вание в полях < (3 -»■ 4) Э может осуществляться смещением одиночных ЕЯ. Поле. Нс = 1.5 Э в этом случае является полем старта ЕЛ

поле.

Таблица I Таблица 2

№ 1, мкм мкм Щ Го Нк1 КЗ мкм мкм

I 7.4 14 III 2.8 0.12 0.15

2 10.4 12.6 108 2.2 0.12 0.13

3 15.6 32 64

4 23 14.8 126 2.3 0.10 0.12

5 7 12 120 1.5 0.20 0.15

6 6 70 80 2.4 0.26 0.24

7 8 16 130

№ А.ПГ7 эрг/см ^ДО4 эрг/см3 мкм Л, мкм

(НО)

8 4 -6 I 0.08I0.06

А - параметр обменного взаимодействия, 2-^- период полосовой доменной структур!.

а

или полем зарождения 2Т - ГБЛ.

На участках, имеющих петли гистерезиса и кривые намагничивания, приведенные на рис. 5 б, г, ДГ состоят из субдоменов, разделенных равноудаленными ВЕЛ, что следует из симметричности петли гистерезиса. Меньшее по сравнении с однополярной ДГ (ср. рис. 5а) значение свидетельствует о том, что размеры субдоменов S * = 2 мкм. Смещение петель гистерезиса (рис. 6) после воздействия на ДГ полем Hijp можно объяснить образованием квазистатической решетки BBS, представляющей собой цепочку 2JT - ВБЛ с чередующейся полярностью, разделяющих одинаково поляризованные субдомены. Кроме этого под действием сильного магнитного поля из-за упорядочения дефектов, ыагнитостагически связанных с БЕЛ, может стабилизироваться выделенное направление намагничивания, обусловленное асимметрией закрепления ВЕД, что тоже приводит я смещению петель гистерезиса. ■" '

В четвертой главе представлены результаты измерения ширины ДГ в образцах Ш1ФГ с ОЛН, расположенной перпендикулярно поверхности. Принципиальная возможность определения размеров субмикронных магнитных объектов, в частности, ширины ДГ, по МО контрасту на примере эффектов отражения была показана в работах Кранца и Бухенау (для линейного объекта), Кринчика к Зубова (для более общего случая). В прозрачных магнетиках ширину ДГ можно измерить не только на поверхности, но и в его объеме, что крайне важно, поскольку поверхностные и объемные параметры могут сильно различаться, сама граница может иметь сложную структуру. Задача состоит в реализации условий, при которых величина МО контраста изображения ДГ зависела бы от её ширины, а также гахояедении соотношения, связывающего этот контраст с эффективной шириной ДГ.

Для решения поставленной задачи в работе рассмотрены особенности МО дифракции линейно поляризованной волны, распространяющейся

вдоль СШН, на полосовой доменной структуре. Показано, что, поскольку поляризация главных дифракционных максимумов решетки доменов ортогональна исходной, а поляризация главных максимумов решетки ДГ совпадает с исходной, то яркость изображения ДГ, сформированного в плоскости изображения микроскопа при установленных параллельно оптических осях поляризатора и анализатора ( / « 0), зависит от ширины ДГ. При перпендикулярной ориентации оптических осей поляризатора и анализатора ( JC = JT/2) контраст изображения ДГ практически не зависит от их ширины. В работе приводится выражение, связывающее МО контраст изображения ДГ при / = 0 с апертурой объектива, фара-деевским вращением образца, шириной ДГ. Аналогичное выражение получено при / = ТJ 4 для образца, СШН которого расположена параллельно поверхности.

Измерения производились методом качающейся границы при оптимальной амплитуде раскачки. Результаты приведены в таблицах I, 2. Экспериментально измеренные значения ширины ДГ хорошо согласуются с расчетными.

В приложении представлены принципиальные схемы некоторых блоков МО установки непромышленного изготовления.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДИ

1. На базе магнитооптического кикромагнетометра создана автоматизированная установка для измерения магнитооптических эффектов Керра и Фарадея.

2. Осуществлено дальнейшее теоретическое развитие дишмической методики исследования доменных границ в переменном магнитном поле. Получены аналитические выражения для первой и второй гармоник магнитооптического сигнала.

3. Разработан метод магнитооптического измерения локальных петель гистерезиса и кривых намагничивания одиночной доменной гра-

(в

ницы в пленках ферритов-гранатов с осью легкого намагничивания, расположенной перпендикулярно поверхности. Осуществлено ЛВДГ-ЛВДГ преобразование, обнаружены смещенные петли гистерезиса. Показана связь процессов намагничивания со структурой ДГ.

4. Проведено исследование изменения скрученности ДГ на поверхности пленки феррита-граната в магнитном поле.

5. Разработан метод определения полярности доменной границы или ее участка.

б'. Впервые осуществлено преобразование блоховской доменной границы в неелевскую в магнитном поле. Определено критическое поле преобразования.

7. Реализован ранее предложенный, а также разработан новый магнитооптический метод измерения ширины доменных границ. Полученные этими методами значения ширины ДГ согласуются между собой, а также с теоретическими оценками.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕНГАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

I. Кринчик Г.С., Чепурова Е.Е., Папорков В.А. Влияние структуры доменных границ на их квазистатические свойства.- Тезисы докладов Всесоюзного семинара "Элементы и устройства на ВБЛ и ЦОДУ Симферополь, 1987, с.63.

2. Кринчик Г.С., Чепурова Е.Е., Папорков В.А. Измерение ширины 180° доменных границ в висмут-содержащих феррит-гранатовых пленках. - Тезисы докладов Всесоюзной школы-семинара "Доменные и магнитооптические запоминающие устройства", Кобулети, 1987, с.122-123.

3. Krinchik G.S., Chepurova Е.Е., Poporkov V.A. Domain V.'all Width Determination In Iron Garnet Films.- I CM ев, 1988, p. 208.

4.Кринчик Г.С., Папорков В.А., Чепурова Е.Е.Измерение ширины доменных границ в ферритах-гранатах.-Тезисы докладов XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, Калинин, 1988, с.237-238.

5. Кринчик Г.С., Папорков В.А., Чепурова Е.Е. Эффект Фарадея . в намагниченной доменной границе. - Письма в ЖЭТФ, 1989, т. 49, в. 6, с. 355-358.

6. Кринчик Г.С., Чепуроьа Е.Е., Папорков В.А. Измерение ширины доменных границ в феррит-гранатовых пленках.' - ЖТФ, 1989, т. 59, в. 8, с. 123-125.

7. Кринчик Г.С., Чепурова Е.Е., Папорков В.А. Магнитооптическое исследование структуры доменных границ в ферритах-гранатах. -Москва, 1990. - 51 с. Деп. в ВИНИТИ /9. . 1990, » 4/6

Л-10Е63 от 22.01.90.г.Форм.изд.60X84 1/16, Объем 1,25 п.л. Зад.14/у. Тлр.100.

ШГПечатник''.Мосгорпечать.Н.Краснохолмская д.Ь.