Τι (ποιος) είναι Магнитная тонкая плёнка - ορισμός

поли- или монокристаллический слой ферромагнитного металла, сплава или магнитного окисла (феррита и др.) толщиной от 0,01 до 10 мкм. М. т. п. находит применение в качестве запоминающих элементов в вычислительной технике (см. Запоминающее устройство) и индикаторов при физических исследованиях. Металлические плёнки получают вакуумным напылением или электролитическим осаждением металла на подложку (сплошным слоем пли отдельными "пятнами"), окисные - с помощью химических реакций и другими методами. Толщины М. т. п. сравнимы с равновесными размерами магнитных доменов (См. Домены). Малая толщина магнитных плёнок препятствует возникновению в них при перемагничивании значительных токов индукции (вихревых токов (См. Вихревые токи)). Перечисленные и другие особенности М. т. п. приводят к отличию их физических свойств от свойств массивных образцов магнитных материалов.

У металлических М. т. п. толщиной Магнитная тонкая плёнка 0,1 мкм намагниченность однородна по толщине и ориентируется в их плоскости.

Изготовленные в магнитном поле, такие плёнки обладают значительной магнитной анизотропией (См. Магнитная анизотропия), осью лёгкого намагничивания (См. Ось лёгкого намагничивания), направленной вдоль поля, и прямоугольной петлей Гистерезиса.

Значение коэрцитивной силы (См. Коэрцитивная сила) Н_с (порогового поля перемагничивания) у плёнок из пермаллоя (См. Пермаллой) (80-82\% Ni, остальное Fe) толщиной 0,1-10 мкм составляет 0,2-2 а/см.

Важным свойством М. т. п., применяемых в вычислительной технике, является быстрота их перемагничивания. Пермаллоевые М. г. п. способны в импульсных полях Магнитная тонкая плёнка 10 а/см перемагничиваться за 10^-9 сек (быстрее других магнитных материалов), скорость перемагничивания здесь уже частично ограничена инерционными свойствами элементарных носителей магнитного момента (Спинов).

У М. т. п. обнаружены особенности в ферромагнитном резонансе и в гальваномагнитных свойствах; при перемагничивании М. т. п. за 10^-9 сек в ней возникает Инверсия населённостей магнитных ядерных уровней и возможен мазерный эффект (см. Мазер).

У металлических М. т. п. толщиной Магнитная тонкая плёнка 10 мкм получено особое периодическое распределение намагниченности с частичным её выходом из плоскости плёнки - полосовая доменная структура. Поле, необходимое для её перестройки, составляет у пермаллоевых плёнок 10-100 а/см и уменьшается при нагреве, в частности, световым лучом. М. т. п. из сплава Mn - Bi намагничиваются по нормали к поверхности, диаметр независимо намагничиваемых участков может быть снижен до 1 мкм. Плёнки и более толстые слои окислов редкоземельных металлов прозрачны для видимого света, что важно для изучения процессов их намагничивания и технических применений.

На М. т. п. осуществляются запоминающие и логические устройства, основанные на управлении поворотом намагниченности отдельных плёночных элементов или участков плёнки, на смещении доменных границ, изменении параметров полосовой доменной структуры и т.д. Запись информации и её неразрушающее считывание возможны как посредством подаваемых по проводникам электрических сигналов, так и световым лучом. В распространённых запоминающих устройствах матричного типа используется наличие у М. т. п. с прямоугольной петлей гистерезиса двух устойчивых антипараллельных направлений намагниченности, соответствующих записи "0" и "1" в двоичной системе счисления (1 Бит информации). Установленное записывающим сигналом направление намагниченности определяет полярность сигнала при считывании и, следовательно, характер записанной информации ("0" или "1"). В таких устройствах наряду с одно- и многослойными плоскими пермаллоевыми М. т. п. применяются цилиндрические, наносимые непосредственно на провода. Плотность записи информации достигает 100 бит/мм². Низкокоэрцитивные М. т. п. применяются также в сочетании со слоями редкоземельных магнитных окислов, ферритов-гранатов и др., толщиной до 100 мкм, в которых могут быть созданы цилиндрические домены с намагниченностью, нормальной к поверхности слоя. На 1 мм² такой плёнки может расположиться до 600 доменов, что перспективно для дальнейшей миниатюризации и увеличения быстродействия вычислительных машин. Плёнки с полосовой доменной структурой используются для оптической записи изображений, в частности голографической (см. Голография).

Лит.: Суху Р., Магнитные тонкие пленки, перевод с английского, М., 1967; Бардиж В. В., Магнитные элементы цифровых вычислительных машин, М., 1967; Физика магнитных плёнок, Иркутск, 1968; Колотов О. С., Погожев В. А., Телеснин Р. В., Методы и аппаратура для исследования импульсных свойств тонких магнитных пленок, М., 1970; Фотографирование на магнитные плёнки, М., 1971; "Известия АН СССР, Серия физика", 1972, т. 36, № 7; Крайзмер Л. П., Быстродействующие ферромагнитные запоминающие устройства, М. - Л., 1964; "Institute of Electrical Electronics Engineers. Transactions on Magnet", 1965-72, v. 1-8.

К. М. Поливанов, А. Л. Фрумкин.

носитель магнитной записи (См. Магнитная запись), представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства М. л. характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная М. л. с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (γ-Fe₂O₃), двуокиси хрома (CrO₂) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи. В 1973 фирмой "Филипс" (Нидерланды) разработан высококачественный порошок с очень мелкими игольчатыми частицами железа. В качестве основы М. л. используются полиэтилентелефталатная (лучшая), поливинилхлоридная, ди- и триацетатная плёнки. Рабочий слой наносится на основу в виде магнитного лака, состоящего из магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок, улучшающих качество М. л. После нанесения магнитного лака и его затвердевания М. л. сматывается в рулоны, а затем разрезается на полосы нужной ширины. Для улучшения качества поверхности рабочего слоя М. л. каландрируют или полируют. М. л. желательно хранить в помещении с кондиционированным и обеспыленным воздухом при температуре 20 ± 5 °С и относительной влажности 60 ± 5\%. Для работы в особо тяжёлых климатических условиях применяют металлические или биметаллические М. л.

Ширина и толщина М. л. зависят от её назначения. В звукозаписи (См. Звукозапись) используют М. л. шириной 3,81 и 6,25 мм и толщиной 9, 12, 18, 27,37 и 55 мкм (кассетные и катушечные бытовые Магнитофоны, студийные магнитофоны). Видеозапись осуществляется на М. л. шириной 50,8 и 25,4 мм и толщиной 37 мкм (студийные Видеомагнитофоны), 6,25 и 12,7 мм при толщине 37 мкм (бытовые видеомагнитофоны). В запоминающих устройствах применяют М. л. шириной 12,7 мм и толщиной 37 мкм (в ЭВМ первого "поколения" использовались также М. л. шириной 19,05 и 35 мм при толщине свыше 50 мкм). В измерительной аппаратуре применяются М. л. шириной 6,25 мм и толщиной 18 мкм, а также 12,7 и 25,4 мм и толщиной 37 мкм. В кино используют перфорированные М. л. шириной 35 мм и толщиной 150 мкм. В СССР тип М. л. обозначается комбинацией из пяти элементов: первый элемент - буква, обозначает назначение (например, А - звукозапись; Т - видеозапись и так далее); второй элемент - цифра (от 0 до 9), указывает на материал основы; третий элемент - цифра (от 0 до 9), обозначает толщину М. л. (например, 2 - 18 мкм; 3 - 27 мкм и т.д.); четвёртый элемент - цифра (от 01 до 99), обозначает технологическую разработку; пятый элемент - ширина М. л. в мм. Иногда ставят шестой дополнительный буквенный индекс: П - для перфорированных М. л.; Р - для М. л. к студийным магнитофонам; Б - для М. л. к бытовым магнитофонам. Например, А-4402-6 обозначает М. л. для звукозаписи на лавсановой основе, толщиной 37 мкм, шириной 6,25 мм (технологическая разработка - 02).

Разрабатываются металлизированные М. л. с тонким рабочим слоем из сплавов Со-Ni, Со-Р, Со-N-Р и Со-W, нанесённым электроосаждением, химическим восстановлением или напылением в вакууме.

Лит.: Мазо Я. А., Магнитная лента, М., 1968; Каган Б. М., Адасько В. И., Пурэ Р. Р., Запоминающие устройства большой емкости, М., 1968.

Я. А. Мазо, Д. П. Брунштейн.