Глава II. Практическая часть.
Прибор для измерения намагниченности насыщения тонких плёнок. Измерение намагниченности тонкой аморфной ферромагнитной плёнки.
Практическая часть данной работы заключается в разработке прибора для измерения намагниченности насыщения тонких плёнок и проведении соответствующих измерений с имеющимися образцами.
Мы рассмотрели различные способы измерения намагниченности тонких плёнок, и нами был выбран баллистический метод. За основу была взята схема из диссертации В. П. Гаврилина. Но в установку был внесён ряд усовершенствований. А именно:
- система из двух зеркал
- лазерный луч для наблюдения смещения трубки с образцом
- подвижность постоянного магнита в двух измерениях
- вся система прикреплена к конструкциям электромагнита
-
Описание установки.
Установка состоит из двух основных частей: электромагнита и магнитных весов.
Магнитные весы крепятся к электромагниту таким образом, что конец трубки с образцом находится вблизи полюсных наконечников электромагнита.
Исследуемый образец кладётся на лопатку, прикреплённую к трубке. Трубка подвешена на 4х нитях и может смещаться только в одном направлении. С помощью электромагнита создаётся неоднородное магнитное поле (для этого используются полюсные наконечники в форме усеченного конуса), вследствие чего образец втягивается в межполюсное пространство электромагнита. Смещение регистрируется с помощью лазерного указателя.
Для измерения силы, действующей на образец, используется компенсационный метод. Для этого на другом конце трубки прикреплена рамка, находящаяся в поле постоянного магнита. Пропуская ток через рамку, возвращают систему в начальное положение, и по величине тока определяют силу:
-
Дополнительные устройства.
Для проведения опыта по измерению намагниченности тонкой плёнки помимо основной установки нами были использованы дополнительные приборы:
- измеритель магнитной индукции с датчиком Холла
- прибор для измерения площади тонких плёнок неправильной формы, представленный студенткой 5-го курса Курылёвой Татьяной в качестве дипломной работы (научный руководитель Гаврилин В. П.)
-металлографический микроскоп
-
Ход работы.
-
Определение градиента магнитного поля.
Для проведения
расчётов намагниченности плёнки
необходимо определить градиент магнитного
поля
между полюсными наконечниками
электромагнита, питание которого
осуществлялось от стабилизированного
источника постоянного тока Б5-21.
Нам известно, что индукция магнитного поля в среде равна:
Где µ- относительная магнитная проницаемость среды. Для большинства прозрачных диэлектриков, в том числе и воздуха µ=1. следовательно
То есть для определения напряжённости магнитного поля, достаточно измерить магнитную индукцию.
Магнитная индукция измерялась между полюсными наконечниками электромагнита через каждый сантиметр на протяжении всего радиуса. Измерения проводились стандартным измерителем магнитной индукции ИМИ-3 с датчиком Холла. Это осуществляется с помощью установки, состоящей из датчика и линейки, вдоль которой датчик может перемещаться. Я воспользовался штативом, к которому прикрепил датчик и линейку.
В результате мы получили градиент магнитного поля равный:
