Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
средняя намагниченность пленки <М> растет. При \H\^HS пленка однородно
намагничена и "насыщена", при этом намагниченность <Л/>=1Л/51. Hs
называют полем насыщения (случай (3)).
Этот случай остается устойчивым, если Н уменьшено, и сумма приложенного
поля и поля анизотропии превышает размагничивающее поле |Я.у|=|Ядг макс |
~ | Ms |. Если Н + Нк становится меньше Ms, пленка снова самопроизвольно
дробится на домены. Критическая точка, в которой пленка становится
неустойчивой, задается условием -AU.
24
Часть I. Пространственные модуляторы света
становится неустойчивым, и в пленке возникает доменная структура. Этот
процесс требует затрат энергии на изменение направления намагниченности
насыщения, на которую действует сила, создаваемая полем анизотропии, а
также затрат энергии на формирование магнитной доменной стенки. Требуемая
энергия может быть получена за счет высокой энергии рассеянного поля
насыщенной пленки. Как только зарождаются домены с противоположным
направлением намагниченности, в пленке опять самопроизвольно возникает
доменная структура (рис. 1.7).
1.З.З.2. Случай поля анизотропии, превышающего намагниченность
насыщения
Как указано выше, величина, равная разности поля анизотропии и
намагниченности насыщения \Нк-АД|, является существенной компонентой
поля, определяющей устойчивость насыщенной и однородно намагниченной
пленки. Начиная с изначально размагниченного состояния материала,
приложение внешнего поля в любом случае приведет к сжатию доменов,
имеющих намагниченность, противоположную этому полю, и (М) увеличивается
пропорционально приложенному полю. При значении Hs материал является
однородно намагниченным. Если затем приложенное поле уменьшают, то
насыщенное состояние остается устойчивым настолько долго, насколько сумма
приложенного поля и поля анизотропии Яь+Я превышает поле анизотропии HN =
-Ms. До этого момента материал ведет себя так, как указывалось в разд.
1.2.3.1. Однако, чтобы достичь неустойчивого состояния намагниченности с
целью переключения, направление приложенного поля должно быть изменено на
обратное и соответственно должно удовлетворять условию Я<- |Hk-Мя\ (или
\Н\>\Ни-ЛК|).
Теперь следует различать два случая [10]. В первом случае поле
анизотропии за вычетом намагниченности насыщения считается меньшим, чем
Hs: \Hk-A4S|<^S. В данном случае пленка будет дробиться на домены, если
величина обращенного по направлению поля Я превышает \Нк-ЛК|, но является
все еще меньшей, чем Hs. Это показано более детально на рис. 1.8.
Зависимость средней намагниченности от приложенного поля образует
типичную гистерезисную петлю, однако размагниченное состояние может быть
вновь достигнуто, если следовать пунктирной линии на рис. 1.8.
С другой стороны, если разность поля анизотропии и намагниченности
насыщения превышает поле насыщения, размагниченное состояние никогда не
может быть опять достигнуто после того, как материал однажды был введен в
насыщенное состояние (рис. 1.9). Этот случай характеризуется
Глава 1. Магнитооптические модуляторы света
25
условием \Hh-Afs|>#s. Тогда при приложении внешнего поля пленка может
быть только переключена между двумя насыщенными состояниями. В таком
случае пленка демонстрирует настоящий эффект двоичной памяти, как в
случае памяти на магнитных сердечниках.
Замечено, что в используемых в экспериментах пленках с большими площадями
при приложении полей, больших \H_k~~|, намагниченность не переключается
сразу из состояния с одним направлением намагниченности в другое. Это
обусловлено некоторым количеством дефектов, всегда обнаруживаемых в
пленках (обычно 3-5 на см2) и на границе подложки. Когда приложено
внешнее поле требуемой величины, переворот намагниченности начинается на
этих дефектах уже при меньших величинах поля. Эти дефекты являются
центрами образования доменов. Измеренная петля гистерезиса,
следовательно, не является столь крутой и прямоугольной, как
предполагалось до сих пор теоретически. С другой стороны,
Рис. 1.8. Петля гистерезиса для и \Нк-Исходя из раз-
магниченного состояния пленки (1), средняя намагниченность <М>
увеличивается вместе с \Н\ (2). При \H\-HS пленка является насыщенной
(<М> = = IA4SI, (3)). Это состояние остается устойчивым, если I//I
уменьшено до нуля и изменило свое направление на обратное потому, что
поле анизотропии Нк превышает размагничивающее поле Ни--Ms. Если величина
обратного по направлению поля превышает |Ни--Ms |, намагниченность
становится неустойчивой и снова подразделяется на доменную структуру (4).
Выключение приложенного поля снова приводит пленку в состояние (1)
(пунктирная линия). С другой стороны, увеличение Н до значения -Hs
насыщает пленку в противоположном направлении.
26
Часть I. Пространственные модуляторы света
Рис. 1.9. Петля гистерезиса для l#*l>IAfsl и \Hk-Afsl:>tfs. В случае
насыщения пленки внешним полем изменение направления намагни-
ченности на обратное может быть достигнуто, только если перевернуто
