Изготовление монокристаллических ферритовых пленок - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Тонкие ферритовые магнитные пленки монокристаллической структуры находят широкое применение в качестве элементов для магнитных логических и запоминающих устройств ЭВМ. Ферритовые монокристаллические пленки имеют совершенную кристаллическую структуру, в результате чего они характеризуются малой коэрцитивной силой, хорошо выраженной магнитной кристаллографической ориентацией. Наиболее широкое применение получили монокристаллические ферритовые магнитные пленки с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД), представляющие собой магнитную пленку толщиной 1-10 мкм, полученную на монокристаллической подложке из немагнитного материала. Если отсутствует внешнее магнитное поле, то в пленке возникают полосовые домены с противоположной намагниченностью, при этом площади, занимаемые доменами с противоположной намагниченностью, одинаковы. При подаче внешнего магнитного поля НА, перпендикулярного плоскости пленки, состояние доменов изменится. Часть из них, направление намагниченности которых совпадает с направлением приложенного поля, будет расти, а другая часть с противоположным направлением намагниченности - уменьшаться (стягиваться). При некотором значении НА первые вырастут до пределов пленки, а вторые превратятся в образования небольших размеров цилиндрической формы - цилиндрические магнитные домены. При дальнейшем увеличении напряженности поля диаметр ЦМД постепенно уменьшается и при некотором значении Н вся пленка намагничивается однородно, то есть цилиндрические домены исчезают.
В настоящее время разработаны способы, позволяющие генерировать домены, управлять их перемещением, фиксировать их наличие или отсутствие в заданной точке (т. е. считывать информацию).
Впервые цилиндрические магнитные домены были обнаружены в ортоферритах, имеющих химический состав MeFeO3, где Ме - трехвалентный ион иттрия или редкоземельные металлы. Диаметр ЦМД на монокристаллических пленках ортоферритов составляет около 10 мкм, что ограничивает объем памяти и быстродействие устройств из-за большого размера доменов.
Более перспективными являются монокристаллические пленки с ЦМД на основе феррит-гранатов состава Me3Fe5O12 (где Ме - ион иттрия или редкоземельного элемента), в которых удалось получить размер доменов до 1 мкм.
Для изготовления монокристаллических пленок с ЦМД применяют также ферро-шпинели МgXMn1-xFe2O4 и гексаферриты ВаFe12O19.
Монокристаллические ферритовые пленки получают методом эпитаксиального выращивания из газовой фазы или жидкого расплава на поверхность монокристаллической немагнитной подложки.
Ферритовые монокристаллические пленки выращиваются на подложке, которая должна иметь ту же кристаллическую структуру, что и наращиваемая пленка. При этом качество подложки определяет и качество пленки, так как последняя сохраняет морфологию подложки. Подложка не должна иметь на рабочей поверхности дефектов кристаллического (дислокации и дефекты упаковки) и механического (микротрещин, царапин и т. д.) характера.
На рис.13 представлена схема технологической установки для выращивания ферритовых монокристаллических пленок путем разложений галоидов металлов в парах воды и в соответствующей атмосфере. Чистые безводные галоиды металлов MeCe2, MeCl3 или MeBr2, MeBr3 перемешивают с FeBr3 и помещают в кварцевый тигель 4, который устанавливается в той части кварцевой трубы 6, где находится зона действия основного нагревателя. Температуру подложки 5 измеряют с помощью термопары 3. Смесь соответствующих газов и паров воды нагревается предварительным подогревателем 1. Температура и давление в кварцевой трубе поддерживаются постоянными. Для выращивания монокристаллических ферритовых пленок типа шпинели MeFe2O4 Используют подложки на основе монокристаллов MgTiO3, MgALO4 (титаномагниевая и алюмомагниевая шпинели), а пленки на основе ферритов-гранатов выращивают на немагнитной монокристаллической подложке из галлий-гадолиниевого граната Gd3Ga5O12.
Образование пленки феррита-граната на подложке происходит в результате следующих реакций:
- 2 MeX3 + 3H2O > Me2O3 + 6HX 2 FeX3 + 3H2O > Fe2O3 + 6HX 3 Me2O3 +5 Fe2O3 > 2 MeFe5O12,
Где Ме - трехвалентные катионы иттрия или редкоземельных металлов, Х - галогены (Cl, Br).
Для завершения реакции образования ферритовой пленки требуется около 30 мин.
Более совершенные монокристаллические пленки получены методом транспортных реакций (методом близкого переноса). Сущность метода (рис.14) состоит в том, что исходное вещество (феррит, помещенный на держатель 5) с помощью обратимых химических реакций переносится в замкнутом объеме на подложку 1 и эпитаксиально выращивается на ней в виде пленки. Феррит образуется на подложке при относительно низких температурах (600 - 800 ОС). Нагревателем служит платиновая лента 3, а проводниками 4 - молибденовые стержни. Температура измеряется термопарой 2. В качестве газоносителя используется безводный HCl или HBr. Применение внутреннего нагревателя позволяет получить требуемую разность температур между подложкой и исходным веществом при малом расстоянии между ними (доли миллиметра). Это значительно повышает скорость роста пленки, составляющую в среднем около 2 мкм/мин.
Эпитаксиальный способ выращивания пленок из жидкой среды заключается в наращивании на подложку монокристаллического слоя из жидкого раствора. Раствор представляет смесь исходных оксидов (в соответствии с химическим составом выращиваемой пленки феррита-граната) и легкоплавкого растворителя (например, смеси PbO и В2О3), обеспечивающего плавление смеси при относительно низкой температуре (900 - 1000 ОС). Подложка, укрепленная на специальном держателе, погружается в раствор-расплав и выдерживается в нем до наращивания монокристаллической пленки. По истечении расчетного времени держатель с подложкой извлекают из расплава, что позволяет хорошо управлять толщиной эпитаксиального слоя. Полученные пленки контролируют по электромагнитным параметрам и дефектности структуры.
Похожие статьи
-
Изготовление магнитных сердечников из ферритов - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Ферриты - это металлокерамические материалы, представляющие собой химические соединения окиси железа с окислами других металлов (Mn, Ni, Ba, Co, Mg, Li,...
-
Изготовление пластинчатых магнитопроводов - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Пластинчатые магнитопроводы представляют собой пакеты, собранные из штампованных плоских пластин. Они бывают двух типов: броневые (а) и стержневые (б). В...
-
Изготовление сердечников из магнитодиэлектриков - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Магнитодиэлектрики - это металлокерамические композиции, состоящие из частиц ферромагнетика с изолирующей неорганической или органической связкой. В...
-
Технология изготовления ленточных магнитопроводов - Изготовление пластинчатых магнитопроводов
Ленточные магнитопроводы получают навивкой магнитной ленты на оправку. По форме ленточные магнитопроводы могут быть тороидальные - формы круглых колец...
-
История применения активных металлов для связывания газов внутри вакуумного прибора насчитывает более 100 лет. Для этой цели впервые был использован...
-
Сплав Д1 - относится к числу дюралюминов. Такой вид сплавов обладает достаточно высокой прочностью, пластичностью и относится к числу нормальных...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
Для получения пленок SiC использовалась вакуумная установка типа УРМ3, модернизированная с учетом особенностей предполагаемой методики получения....
-
Молибден принадлежит к числу редких тугоплавких металлов. Отечественная промышленность выпускает молибденовую проволоку 1 и 2 классов. Проволоку класса 2...
-
Сборка литейной формы Включает: установку нижней полуформы; установку стержней, устойчивое положение которых обеспечивается стержневыми знаками; контроль...
-
Кремниевые пластины, подвергаемые окислению, сначала очищаются с помощью детергента и водного раствора, растворителей с ксилолом, изопропиловым спиртом...
-
Изготовление клепок. По способу изготовления клепка делится на колотую и пиленую. В лесу выбирают пригодные для заготовки (выколки) деревья с диаметром...
-
Т. к. партия изготовляемых деталей составляет 400шт. Производство не крупносерийное; материал детали не литейная сталь, в исключительных случаях...
-
Материалы, применяемые для изготовления сушилки - Барабанная сушилка
При выборе и создании аппаратуры необходимо учитывать такие важные факторы, как тепловая нагрузка аппарата, температурные условия процесса,...
-
Определение теплофизических характеристик наполненных полимерных пленок очень важно с практической точки зрения. Предполагаемой областью применения...
-
Стальной аппарат с мешалкой. Он состоит из корпуса и перемешивающего устройства с приводом. Корпус! включает в себя: цилиндрическую обечайку с приварным...
-
Технология пластизолей на основе поливинилхлорида позволяет получать весьма широкий круг самых разнообразных полимерных материалов, в том числе...
-
Конструктивные формы и способы изготовления вертикальных резервуаров Вертикальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов...
-
Способы пайки. - Технологии изготовления кремниевых полупроводниковых приборов
Способы пайки классифицируют в зависимости от используемых источников нагрева. Наиболее распространены в промышленности пайка в печах, индукционная,...
-
Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах - Способы изготовления отливок
Для изготовления отливок служит литейная форма, которая представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой...
-
Молибден принадлежит к числу редких тугоплавких металлов. Отечественная промышленность выпускает молибденовую проволоку 1 и 2 классов. Проволоку класса 2...
-
Окисление - Технологии изготовления кремниевых полупроводниковых приборов
Обычно первый этап изготовления полупроводниковых приборов включает окисление внешней поверхности пластины, которое позволяет получить тонкую пленку...
-
Кручение под высоким давлением (КВД) (Рисунок 6а) впервые было применено для обработки металлических материалов П. Бриджменом в 1935 году. Свое второе...
-
Сборка остова. - Изготовление бондарских изделий
Сборку осуществляют на рабочем обруче при помощи металлических зажимов. Рабочий обруч представляет собой металлическое кольцо из круглого или полосового...
-
Отбор клепки. - Изготовление бондарских изделий
Изготовлению остова бочки предшествует отбор нужного количества клепки. Ее длина и толщина должны соответствовать размерам изготовляемого остова, т е....
-
Блокирование. - Изготовление клиньев и линз. Центрирование и фасетирование линз
Блокирование линз выполняют эластично или жестко. Корпус наклеечного приспособления изготовляют из чугуна СЧ 12-28, стали 20 и сплава АЛ2 при мм....
-
Классификация и виды радиопоглощающих материалов Радиопоглощающий материал - материал, обеспечивающий снижение уровня отражения электромагнитной волны...
-
Маршрутная технология процесса изготовления деталей - Ремонт токарного станка
Выбор заготовки: при выборе заготовки для механической обработки заменяемой детали нужно учитывать технические требования, предъявляемые к детали....
-
Интенсивное развитие радиоэлектронной техники обусловило постоянное присутствие повышенного уровня электромагнитного излучения (ЭМИ) в окружающей среде...
-
Изготовление бумаги - История изобретения и распространения бумаги
Следует заметить, что принципы изготовления бумаги и папируса -- совсем разные. Если папирус представляет собой тонко нарезанные и склеенные пластинки,...
-
Технологический процесс изготовления бочки:, Пиленая клепка. - Изготовление бондарских изделий
Пиленая клепка. Пиленая клепка делится на два вида: прямую и цилиндрическую. Прямая клепка представляет собой плоские прямоугольные дощечки немного...
-
Материалы для пайки. - Технологии изготовления кремниевых полупроводниковых приборов
Припой. Припои для пайки, заполняющие зазор в расплавленном состоянии между соединяемыми заготовками, должны отвечать следующим требованиям: 1)...
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ - Проектирование и изготовление модели судов
Прогнозирование - в узком значении специальные научные исследования конкретных перспектив развития какого-либо явления. Как одна из форм конкретизации...
-
При центробежном литье сплав заливается во вращающиеся формы. Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает...
-
Вакуумная формовка. - Способы изготовления отливок
Модельная плита имеет вакуумную полость. В модели имеются сквозные отверстия диаметром 0,5...1 мм, совпадающие с отверстиями в плите. Модельную плиту с...
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛИ - Проектирование и изготовление модели судов
Сборка каркаса ведется по обычной "картонной" технологии, но шпангоуты должны быть не переборками, а ребрами, освобождая место под аппаратуру, батарейки,...
-
1. Отработана методика получения и определены оптимальные с технологической точки зрения рецепты для разработки монолитных и пористых поливинилхлоридных...
-
Прогрев и обжиг бочек. - Изготовление бондарских изделий
Наиболее простым устройством для прогрева, а также для дальнейшего обжига остова является жаровой колпак, или мангалка, которой обычно пользуются в...
-
Весь оперативный цикл, при помощи которого производятся изделия, можно изложить в фазах процесса, описание которых приводится далее. Фаза 1 -...
Изготовление монокристаллических ферритовых пленок - Изготовление пластинчатых магнитопроводов