МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ, РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ
З В І Т
З переддипломної практики
На тему:
“МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ МОГНІТООПТИЧНОЇ ВІЗУАЛІЗАЦІЇ”
Зміст
1). Особливості вирощування ферогранатових шарів методом рідинно-фазної епітаксії (РФЕ)
2). Діаграма фазового стану системи розчину-розплаву та мольні співвідношення Бленка-Нільсена
3). Особливості вирощування Bi-заміщених ЕПФГ
4). Магнітооптична візуалізація магнітних неоднорідностей
5). Аналіз ефективності магнітооптичного візуалізатора магнітних неоднорідностей
Особливості вирощування ферогранатових шарів методом
рідинно-фазної епітаксії (РФЕ)
Спроби одержання ЕПФГ високої структурної досконалості з контрольованими та відтворюваними параметрами здійснюються різними методами – газотранспортною ептаксією, гідротермальною епітаксією, магнетронним розпиленням, хімічним транспортом та рідинно-фазною епітаксією. Однак з часом з’ясувалося, що для виробництва матеріалів на основі ЕПФГ для потреб електронної техніки найбільш придатний метод РФЕ. Метод РФЕ для вирощування шарів ферогранатів в сучасному його виді був вперше застосований в 1971 р . Для одержання матеріалів для пристроїв на ЦМД. Далі він досліджувався і розвивався саме в руслі цієї проблеми. Автори застосували ізотермічні умови епітаксійного росту нагоризонтально занурену підкладку немагнітного гранату, що обертається у своїй площині, з перенасиченого за рахунок переохолодження рожчину гранатоутворюючих компонент в розплаві розчинника PbO-B O. Для одержання стійкого по відношенню до спонтанної кристалізації розчин-розплаву, він гомогенізується на протязі від кількох до 12 годин при температурі, вищій від температури насичення. Далі повільно охолоджується до температури росту , що нижча від температури насичення, як правило, на кілька десятків градусів. При зануренні підкладки, що аксіально обертається, відбувається епітіксійне нарощення шару з типовими швидкостями від десятих кількох мікрон за хвилину. Після нарощування підкладка виймається з розчин-розплаву і краплі, що залишились на ній, штрушуються швидким обертанням . Після остигання залишки розчин-розплаву усуваються хімічним розчиненням . З незначними модифікаціями це метод застосовується й зараз, залишаючись практично безальтернативним для вирощування структурно досконалих шарів ферогранатів, товщиною від долей мікрона до сотень мікрон, на підкладках діаметром до 76,2 мм
Діаграма фазового стану системи розчину-розплаву та мольні співвідношення Бленка-Нільсена
При вирощуванні ЕПФГ методом РФЕ необхідно забезпечити кристалізацію саме ферогранатової фази. У розчин-розплаві існує суміш оксидів, це, щонайменше, три компоненти - FeO3, Ln2O3, Pb2O3 (де Ln = P3M або Y), які в залежності від умов фазової рівноваги, можуть утворювати, щонайменше чотири сполуки – ферогранат Ln3Fe5O12, ортоферит LnFeO3, гематит Fe2O3 та магнетоплюмбіт PbFe12O19. Тому ключовим моментом у РФЕ ферогранатів є знання фазової діаграми системи розчин-розплав. При одержанні заміщених ЕПФГ або використанні модифікованих розчинників, ситуація діаграма фазових станів суттєво ускладнюється. На практиці використовується спрощена модель псевдопотрійної діаграми стану розчинник – Fe2O3-Ln2O3 [7] (розчинник-Fe2O3-гранат [8] ), або псевдобінарна діаграма розчинник-гранат [7]. Області кристалізації різних фаз визначаються мольними співвідношеннями компонентів системи. Традиційно користуються мольними співвідношеннями (R-коефіцієнтами), введеними Бленком і Нільсеном [6] і пізніше модифіковані для вирощування ЕПФГ з гетеровалентними заміщенням в атомні коефіцієнти [3, 4].
Переважно для ферогранатів використовують R1=12...29. При зміщенні з області кристалізації ферогранату в сторону ортофериту в плівці можуть виникати включення фази ортофериту. Зсув в область кристалізації магнетоплюмбіту приводить до кристалізації пластинчатих мікрокристалів у розплаві і...
