1.4.3.3 Магнитооптические свойства.

Для считывания информации, записанной на аморфную пленку, используют как эффект Фара­дея, так и эффект Керра. Магнитооптические параметры аморф­ных пленок ряда составов приведены в табл. 1.4.

Коэффициент оптического поглощения аморфных пленок Tb — Fe падает с длиной волны в диапазоне λ<1 мкм, в то время как при λ=1÷3мкм его значение почти не меняется и составляет (5÷6)х10⁵ см ^-1 .

Температурная зависимость удельного фарадеевского враще­ния в пленках Tb — Fe с различным содержанием тербия имеет вид, характерный для зависимости M_s (Т), при этом θ_F уменьшает­ся с ростом содержания Тb.

Характер температурной зависимости керровского вращения в аморфных пленках такой же, как и для θ_F (Т) . В частности, при увеличении температуры от комнатной до 350 К значение θ_К в пленках Tb — Fe уменьшается от 0,18° до 0,08°.

Поскольку для считывания информации с МО дисков обычно используют эффект Керра, увеличивают θ_К за счет введения различных добавок в аморфные пленки Tb — Fe, обла­дающие относительно низким θ_К (рис. 1.27, табл. 1.4), но более предпочтительным по другим параметрам для практического ис­пользования.

Рис. 1.27. Концентрационные зависимости керровского вращения в некоторых

аморфных пленках:

1 - Tb_x (Со_0,11Fe_0,89)_1-x; 2 — (Tb_0,85Gd_0,15)_xFe_1-x; 3 - Tb_xFe_1-x

Проводя замещения в обеих подрешетках аморфных пленок Tb — Fe, можно оптимизировать параметры этих материалов. Так, замещение атомов железа кобальтом должно увеличивать Т_н, Н_с и θ_К, а добавки в редкоземельную подрешетку сдерживают рост Т_н, но сохраняют высокое значение θ_К. Для системы Tb_u-xR_xFe_υ-yCo;, (R = Dy, Но, Еr) можно получить большое θ_К в интервалах u= 0,30÷0,33, υ = 0,674÷0,70 и у = 0,05÷0,25. Другой путь повышения θ_К состоит в нанесении диэлектри­ческих покрытий и отражающих слоев [1].

Таблица 1.4. Параметры аморфных пленок РЗ-ПМ

Состав пленки	Способ получепия	h, нм	Покрытие	hпокр, нм	H, kA/m	ТН, К	θК, град	λ, мкм
Tb0,12Fe0,88	Термическое испарение	15	Si02	100	44	—	1,2	—
Tb0,18Fe0,82	То же	60-80	Si02	100	—	383	—	—
Tb0,18Fe0,82	Катодное распыление		МПФГ+Tb — Fe + SiO2+ 1200	—	—	—	0,5	0,5
Tb0,21Fe0,79	Термическое испарение	22	—	—	—	—	15	0,63
Tb0,21Fe0,79	Термическое испарение	22	Tb - Fe + +250SiO+ 40 Au	—	—	—	0,55	—
Tb0,21Fe0,79	Катодное сораспыление	1-10	SiO2	110	—	—	0,98	0,63
Tb0,21Fe0,79	Термическое испарение	100-250			140	363	0,18	0,63
Tb0,215Fe0,785	Катодное сораспыление	47	SiO	40—400	120	—	0,6	0,63
Tb0,225Fe0,775	То же	—	Al+750 SiO2 + +100 Tb-Fe + + 20 SiO2	—			0,22	0,63
Tb0,225Fe0,775	» »	—	AI + 750 Si02 + + 5Tb Fe + + 20 Si02				1,72	0,63
Tb0,23Fe0,77	Термическое испарение	150	SiO	250	180	393	0,3	0,63
Tb0,25Fe0,75	Катодное распыление	50	SiO2	90	190	—	0,25	0,63
Tb0,26Fe0,74	Термическое испарение	70	—	—	56	348	—	—
Tb0,29Fe0,71	То же	60 -80	SiO2	100		393		—

Вывод

Сравнивая методы регистрации магнитных полей рассеяния, можно определить, что наиболее подходящим методом является магнитооптический метод. Метод Биттера, или метод порошковых фигур, является разрушающим, имеет невысокое разрешение, по сравнению с магнитооптическим методом. Метод магнитной силовой микроскопии трудно реализуем, дорогостоящий, требует наличия габаритных подсистем. Приборы, основанные на магнитооптических эффектах Фарадея и Керра, имеют малые габариты, низкую стоимость, являются неразрушающими и потому широко могут использоваться для снятия магнитной информации и последующего контроля на подлинность ценных бумаг.

Основными параметрами качества магнитооптического прибора являются контраст, оптическая эффективность и разрешающая способность. Наибольшее влияние на значение контраста и эффективности оказывают угловое отклонение от положения погасания в системе поляризатор – анализатор и толщина пленки. В данной работе представлены выражения для оптимальных значений отклонения и толщины, обеспечивающие максимальный контраст.

Пространственное разрешение магнитооптического метода визуализации на пленках феррит-гранатов лежит в пределах от долей до единиц микрон и достигает максимума при минимальном расстоянии между кристаллом и поверхностью носителя, что объясняется быстрым затуханием поля рассеяния при увеличении этого расстояния.

В результате анализа существующих магнитооптических материалов, было установлено, что наиболее подходящим материалом для решения поставленной задачи являются висмутсодержащие пленки феррит-гранатов в силу ряда преимуществ: высокое фарадеевское вращение, позволяющее получить высокий контраст изображения, низкое оптическое поглощение и, как следствие, высокая магнитооптическая добротность.