Краткая работа

Лабораторная работа № 5

Руководители: Памятных Л. А., Мехоношин Д. С.

Студент: Урусова Н.В.

Группа: ЕНМ -130125

Магнитооптическая установка для изучения доменных и микромагнитных структур в постоянных и переменных магнитных полях.

Краткая работа

Метод магнитооптического эффекта Фарадея, Керра(полярный, меридиональный). Эффект Фарадея – явление вращения плоскости поляризации при прохождении света через прозрачный магнетик на угол j_ф =kL, где k – постоянная Фарадея, L – толщина кристалла.Оптический контраст разнополярных доменов создается благодаря различному знаку угла фарадеевского вращения в них. Пучки света, проходящие через разнополярные домены, меняют свою интенсивность при прохождении через анализатор (рис. 5).

При наблюдении методом полярного магнитооптического эффекта Керра контраст доменов создается так же благодаря вращению плоскости поляризации в них при падении плоскополяризованной световой волны на металлическую отражающую поверхность образца и последующем ее отражении. Схема хода лучей в геометрии Фарадея и Керра показана на рис. 1.

Картины ДС прозрачных пластин ферритов гранатов получаются цветными, причем, благодаря дисперсии фарадеевского вращения, домены, имеющие различную нормальную компоненту намагниченности, окрашены в различные цвета. Это позволяет в процессе намагничивания проводить идентификацию различных фаз, в которых J _s имеет различную нормальную компоненту.

Рис. 1. Схема хода лучей в оптическом поляризационном микроскопе при использовании методов полярного магнитооптического эффекта Керра и эффекта Фарадея.  

Наблюдение динамической доменной структуры проводится на образце - пластине ориентацией поверхности (111), вырезанной из монокристалла феррита-граната (TbErGd)₃Fe₅O₁₂.

Дрейф - кооперативное явление, которое заключается в поступательном движении массива полосовых доменов, как целого, под действием внешнего осциллирующего магнитного поля в направлении, перпендикулярном плоскости доменных границ.

Доменная структура выявляется с помощью магнитооптического эффекта Фарадея и фиксируется на цифровую камеру. Схема установки для изучения доменной структуры приведена на рис. 2.

Рис. 2. Блок-схема экспериментальной установки для изучения доменной структуры в переменном магнитном поле. 1 – окуляр, 2 – анализатор, 3 – образец, 4 – поляризатор, 5 – намагничивающие катушки, 6 – амперметр, 7 – усилитель, 8 – генератор сигналов специальной формы.

Скорость дрейфа (V) определяется путем обработки полученных изображений с помощью компьютерных программ. Переменное магнитное поле H=H₀sin2πft в диапазоне частот 50–1000 Гц прикладывается как перпендикулярно плоскости пластины (вертикальное поле), так и параллельно плоскости по кристаллографической оси [ 11], вдоль которой были выстроены ДГ (планарное поле). Процедура измерения скорости дрейфа при фиксированной частоте заключалась в следующем. Необходимо произвести видеосъемку устоявшегося движения доменных границ при фиксированных параметрах переменного магнитного поля на цифровую видеокамеру. По полученным изображениям доменной структуры произвести измерение смещения массива доменов за некоторое количество кадров.

Ход работы:

В ходе работы были получены следующие значения измеряемых величин:

Ролик №	N делений	S, мм	N кадров	t, с	V, мм/с	I, А	I*√2, А	H, Э	∆V, мм/с
		0,13		0,021	6,29	0,45	0,63	141,41	0,16
		0,133		0,01	13,33	0,6	0,84	188,54	0,45
		0,12		0,0075		0,75	1,06	235,68	0,67

Расчетная формула скорости:

Погрешность измерения скорости рассчитывалась по следующей формуле:

Ролик 6:

Ролик 9:

Ролик 12:

Погрешность измерения силы тока рассчитывалась по формуле, взятой из документов:

ΔI=±0.8%*I+8 ед.

I дейст, A	ΔI, А
0,45	0,004
0,6	0,005
0,75	0,006

H=I*k=I*222,2 Э/А. Таким образом, поле и погрешность его определения получились следующие:

Н, Э	ΔН, Э
141,4	0,8
188,5	0,9
235,7	1,0

Зависимость изображена на следующем графике:

График зависимости скорости дрейфа ДГ от магнитного поляV(H)

Вывод:

В ходе работы мы научились работать с магнитооптической установкой для изучения доменных и микромагнитных структур в постоянных и переменных магнитных полях. Были определены скорости движения доменных границ при различных значениях напряженности магнитного поля и погрешность их расчёта. В работе присутствует график, отображающий зависимость упомянутой скорости от внешнего поля. Также имело место подробное ознакомление с эффектом Фарадея.

Дата добавления: 2015-08-02