|
73 растает ширина линии 2АН = 2а(01У, что приводит к снижению разрешающей способности и уменьшению точности измерений резонансного поля. То есть, становится невозможным в ряде случаев разделить два рядом расположенных пика. Это весьма важное обстоятельство при изучении СВР. Кроме того, применение более высоких частот, а следовательно и более высоких внешних полей, приводит к заметному (пропорционально Н) увеличению сигнала от парамагнитной подложки, являющегося иногда весьма существенной помехой. Для определения резонансных полей необходимо иметь измеритель напряженности магнитного поля. В настоящей работе для этой цели использовался магнитометр Ш1-10 или ЯМР магнетометр III1-9, позволяющий измерять напряженность поля с точностью 0.02 %. Если измерение ширины линий не представляет трудностей и ее значение определяется довольно точно, то амплитуда (интенсивность) сигнала ФМР зависит от ряда факторов: коэффициента заполнения образцом объема резонатора 7} = УоЬ/УГС5, амплитуды высокочастотного поля к, коэффициента усиления схемы регистрации сигнала К, положения образца в резонаторе. В общем случае амплитуду сигнала ФМР можно записать в виде [73]: / = (2-4.1) При записи производной линии поглощения ее амплитуда зависит также от величины модулирующего поля. В настоящей работе для калибровки интенсивности использовался специальный эталонный образец. При этом резонансные ноля эталонной и исследуемой пленок различались между собой, что исключало наложение линий поглощения. Как показывают результаты экспериментов, относительной точности в измерении ширины линии (< 5%) можно добиться путем измерения магнитных полей, соответствующих некоторым выделенным точкам спектра. При записи производной линии поглощения в качестве таких точек удобнее всего использовать локальные экстремумы (пики производной). Магнитное иоле с |
71 поглощения, происходящей при этом, позволяют определить характер неоднородности магнитных параметров [94]. Сложные спектры, состоящие из нескольких линий, свидетельствуют о многослойности пленки. В зависимости от параметра затухания, толщины и других характеристик многослойных пленок возможно возбуждение спин волнового резонанса или только нулевых мод соответствующих слоев. Необходимо отметить, что наиболее оптимальны в плане исследования свойств магнитных пленок, спектрометры, работающие на частоте 9-10 ГГц, по сравнению со спектрометрами, использующими другие частоты СВЧ поля. Такого значения частоты достаточно для того, чтобы проводить исследования пленок с широким набором параметров, в том числе с большими значениями полей анизотропии. С другой стороны объема резонатора достаточно, чтобы с помощью дополнительной оснастки проводить температурные измерения, измерения по определению кристаллографических направлений, поля кубической анизотропии и т. д. Применение более высоких частот, например, 35 ГГц, резко уменьшает объем резонатора. При этом, как следует из теории ФМР, и подтверждается многочисленными экспериментальными результатами, пропорционально возрастает ширина линии 2АН = 2асо/у, что приводит к снижению разрешающей способности и уменьшению точности измерений резонансного поля. То есть, становится невозможным в ряде случаев разделить два рядом расположенных пика. Это весьма важное обстоятельство при изучении СВР. Кроме того, применение более высоких частот, а следовательно и более высоких внешних полей, приводит к заметному (пропорционально Н ) увеличению сигнала от парамагнитной подложки, являющегося иногда весьма существенной помехой. Для определения резонансных полей необходимо иметь измеритель напряженности.магнитного поля. В настоящей работе для этой цели использовался магнитометр Ш 1-10 или ЯМР магнетометр Ш1-9, позволяющий измерять напряженность поля с точностью 0.02 %. Если измерение ширины линий не представляет трудностей и ее значение определяется довольно точно, то амплитуда (интенсивность) сигнала ФМР зависит от ряда факторов: коэффициента заполнения образцом объема резонатора //= УоЬ/Угех, амплитуды высокочастотного поля /г, коэффициента усиления схемы регистрации сигнала К, положения образца в резонаторе. В общем случае амплитуду сигнала ФМР можно записать в виде [95]: 1 = Х"ГеЛЬ2Кус. (2.8) При записи производной линии поглощения ее амплитуда зависит также от величины модулирующего поля. В настоящей работе для калибровки интенсивности использовался специальный эталонный образец. При этом резонансные поля эталонной и исследуемой пленок различались между собой, что исключало наложение линий поглощения. Как показывают результаты экспериментов, относительной точности в измерении ширины линии (< 5%) можно добиться путем измерения магнитных полей, соответствующих некоторым выделенным точкам спектра. При записи производной линии поглощения в качестве таких точек удобнее всего использовать локальные экстремумы (пики производной). Магнитное поле с помощью ручки ручной развертки доводили до значения, соответствующего тому или иному пику производной, используя в качестве индикатора самописец, и измеряли напряженность магнитного поля. Для повышения точности можно несколько раз, поочередно, произвести настройку и измерение полей, соответствующих пикам производной, и усреднить соответствующие значения. Описанная процедура позволяет одновременно определить резонансное поле. Ясно, что точность измерения и этого параметра будет определяться точностью измерения полей пиков производной, т.е. будет прямо связана с шириной линии. По значениям разности резонансных нолей пиков произволной дИрр={нр2-нр1), а также разности ее экстремальных значений Г (рис. 2.8) определяли резонансное поле Нру ширину 2АН и интенсивность 1 линии ФМР. |