JPH0641970B2 - 強磁性共鳴吸収の測定方法 - Google Patents
強磁性共鳴吸収の測定方法Info
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- JPH0641970B2 JPH0641970B2 JP61157275A JP15727586A JPH0641970B2 JP H0641970 B2 JPH0641970 B2 JP H0641970B2 JP 61157275 A JP61157275 A JP 61157275A JP 15727586 A JP15727586 A JP 15727586A JP H0641970 B2 JPH0641970 B2 JP H0641970B2
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波における損失の小さい強磁性体の
強磁性共鳴吸収の測定方法に関するものである。
強磁性共鳴吸収の測定方法に関するものである。
マイクロ波における損失の小さい強磁性体の強磁性共鳴
吸収を測定する場合には、大きく分けて、(1)共振法と
(2)非共振法がある。前者の共振法は、試料を装荷する
部品がマイクロ波共振器である場合をいう。これは、強
磁性共鳴半値幅△Ｈが比較的大きい場合や試料寸法が小
さい場合、即ち全体としての共鳴信号が小さい場合に用
いられる。測定装置としては、第１４図に示すように空
胴共振器３からの反射波を測定する装置が用いられる。
吸収を測定する場合には、大きく分けて、(1)共振法と
(2)非共振法がある。前者の共振法は、試料を装荷する
部品がマイクロ波共振器である場合をいう。これは、強
磁性共鳴半値幅△Ｈが比較的大きい場合や試料寸法が小
さい場合、即ち全体としての共鳴信号が小さい場合に用
いられる。測定装置としては、第１４図に示すように空
胴共振器３からの反射波を測定する装置が用いられる。
マイクロ波電力はマイクロ波発振器１より導波管８ａを
介してサーキュレータ７で方向を変え空胴共振器３に入
力電力Piとして入る。試料４が空胴共振器３の内部に配
される。別の方法としては共振器の側壁に設けられた結
合孔の近傍に、外部から試料４が配される。強磁性共鳴
が生じない場合は、空胴共振器３と測定系はほぼ臨界結
合の状態にあり、反射電力Prは非常に小さく、Pr≪Piが
成立する。このときマイクロ波検出器２の出力はほぼ零
となる。電磁石のポールピース5a，5bにより空胴共振器
が配された空間に必要な静磁界を発生させ、強磁性共鳴
を生じさせると、空胴共振器３からの反射電力Prが僅か
に増加する。これを信号としてマイクロ波検出器２が検
出する。実際には磁界変調コイル６により、静電界を僅
かに高周波で変動させて、その変化分として微分波形を
観測するようになっている。この構成の前提条件は、摂
動論が成立する範囲、即ち強磁性共鳴状態でPr≪Piが成
立することである。従って、この方法はPr〜Piとなる強
磁性共鳴の信号が大きい場合には適していない。
介してサーキュレータ７で方向を変え空胴共振器３に入
力電力Piとして入る。試料４が空胴共振器３の内部に配
される。別の方法としては共振器の側壁に設けられた結
合孔の近傍に、外部から試料４が配される。強磁性共鳴
が生じない場合は、空胴共振器３と測定系はほぼ臨界結
合の状態にあり、反射電力Prは非常に小さく、Pr≪Piが
成立する。このときマイクロ波検出器２の出力はほぼ零
となる。電磁石のポールピース5a，5bにより空胴共振器
が配された空間に必要な静磁界を発生させ、強磁性共鳴
を生じさせると、空胴共振器３からの反射電力Prが僅か
に増加する。これを信号としてマイクロ波検出器２が検
出する。実際には磁界変調コイル６により、静電界を僅
かに高周波で変動させて、その変化分として微分波形を
観測するようになっている。この構成の前提条件は、摂
動論が成立する範囲、即ち強磁性共鳴状態でPr≪Piが成
立することである。従って、この方法はPr〜Piとなる強
磁性共鳴の信号が大きい場合には適していない。
これに対して、非共振法は、第１５図に示すように試料
を装荷するマイクロ波部品が通常の短絡線路９の短絡端
である。これは、強磁性共鳴半値幅△Ｈが比較的小さい
場合や試料寸法が大きい場合、即ち全体としての共鳴信
号が大きい場合に用いられる。但し、強磁性共鳴が生じ
ない状態での反射電力Prは入射電力Piとほぼ等しい。測
定装置としては、第１５図のような構成のものを用いれ
ばよい。しかし、通常のＥＳＲ（Electron Spin Resona
nce）の装置では大きな反射波を測定する構成になって
いないため、この方法をそのまま用いることは無理があ
る。又、試料とマイクロ波の結合が共振法に比較すると
かなり小さいが、短絡線路９の場合、定在波が生ずるた
め損失の小さい試料ではまだ結合が大きすぎる。
を装荷するマイクロ波部品が通常の短絡線路９の短絡端
である。これは、強磁性共鳴半値幅△Ｈが比較的小さい
場合や試料寸法が大きい場合、即ち全体としての共鳴信
号が大きい場合に用いられる。但し、強磁性共鳴が生じ
ない状態での反射電力Prは入射電力Piとほぼ等しい。測
定装置としては、第１５図のような構成のものを用いれ
ばよい。しかし、通常のＥＳＲ（Electron Spin Resona
nce）の装置では大きな反射波を測定する構成になって
いないため、この方法をそのまま用いることは無理があ
る。又、試料とマイクロ波の結合が共振法に比較すると
かなり小さいが、短絡線路９の場合、定在波が生ずるた
め損失の小さい試料ではまだ結合が大きすぎる。
強磁性共鳴半値幅△Ｈが比較的小さい場合や試料寸法が
大きい場合、即ち全体としての共鳴信号が大きい場合、
上述したように短絡線路を用いた非共振法は通常のＥＳ
Ｒの装置に回路的に適合しないという問題点があった。
大きい場合、即ち全体としての共鳴信号が大きい場合、
上述したように短絡線路を用いた非共振法は通常のＥＳ
Ｒの装置に回路的に適合しないという問題点があった。
本発明者はこの問題を解決する方法として既に特願昭６
０−１７５０６７号で整合負荷付直導波管の方法を提案
した。この方法は非共振法にもかかわらず通常のＥＳＲ
の装置に極めて良く適合する。しかし、この方法は帯磁
率の実数部と虚数部がいつも混在した形で測定される不
具合があった。また、△Ｈの測定精度を上げようとする
と結合度をどんどん下げる必要があるため検出感度も低
下するという現象もあった。
０−１７５０６７号で整合負荷付直導波管の方法を提案
した。この方法は非共振法にもかかわらず通常のＥＳＲ
の装置に極めて良く適合する。しかし、この方法は帯磁
率の実数部と虚数部がいつも混在した形で測定される不
具合があった。また、△Ｈの測定精度を上げようとする
と結合度をどんどん下げる必要があるため検出感度も低
下するという現象もあった。
本発明の目的は、通常のＥＳＲの装置に適合する非共振
法として整合負荷付直導波管法を用い、高感度で帯磁率
の虚数部と実数部を分けて測定する方法を提供すること
である。
法として整合負荷付直導波管法を用い、高感度で帯磁率
の虚数部と実数部を分けて測定する方法を提供すること
である。
本発明は、マイクロ波伝送線路の端部に整合負荷を設
け、該マイクロ波伝送線路の側部に結合部分を設け、測
定すべき強磁性体の試料を該結合部分にマイクロ波的に
結合させ、強磁性共鳴のために外部から静磁界を印加
し、該マイクロ波伝送線路の入力部からマイクロ波電力
を入射し、その反射波を測定する方法において、マイク
ロ波発振器の出力の一部を分岐して標準波とし、該反射
波と該標準波を干渉させ、この干渉波を整流して出力信
号とし、かつ該標準波の位相を変化させることにより、
該出力信号のマイクロ波帯磁率の実数部と虚数部を分離
して求めることを特徴とする強磁性共鳴吸収の測定方法
である。
け、該マイクロ波伝送線路の側部に結合部分を設け、測
定すべき強磁性体の試料を該結合部分にマイクロ波的に
結合させ、強磁性共鳴のために外部から静磁界を印加
し、該マイクロ波伝送線路の入力部からマイクロ波電力
を入射し、その反射波を測定する方法において、マイク
ロ波発振器の出力の一部を分岐して標準波とし、該反射
波と該標準波を干渉させ、この干渉波を整流して出力信
号とし、かつ該標準波の位相を変化させることにより、
該出力信号のマイクロ波帯磁率の実数部と虚数部を分離
して求めることを特徴とする強磁性共鳴吸収の測定方法
である。
本発明の測定装置では、第１図に示すような検出方法が
用いられる。試料から反射してくる微少な反射波er ｅｒ＝Ａ・cos（ωｔ＋φｒ） (1) 及びマイクロ波発振器の信号の一部を方向性結合器によ
り分岐して導かれる標準波ｅｓ ｅｓ＝Ｂ・cos（ωｔ＋φｓ） (2) の両者が合成されｅｔとなり、検出器２で整流される。
通常の動作状態ではｅｒ≪ｅｓであるので、すなわちＡ
≪Ｂが成立する。
用いられる。試料から反射してくる微少な反射波er ｅｒ＝Ａ・cos（ωｔ＋φｒ） (1) 及びマイクロ波発振器の信号の一部を方向性結合器によ
り分岐して導かれる標準波ｅｓ ｅｓ＝Ｂ・cos（ωｔ＋φｓ） (2) の両者が合成されｅｔとなり、検出器２で整流される。
通常の動作状態ではｅｒ≪ｅｓであるので、すなわちＡ
≪Ｂが成立する。
ｅｔ＝ｅｒ＋ｅｓ ＝cosωｔ（Ａcosφｒ＋Ｂcosφｓ） −sinωｔ（Ａsinφｒ＋Ｂsinφｓ） ＝Ａ′cosωｔ−Ｂ′sinωｔ (3a) ただし、 Ａ′＝Ａcosφｒ＋Ｂcosφｓ (3b) Ｂ′＝Ａsinφｒ＋Ｂsinφｓ (3c) である。
ダイオードのような検出器２により半波整流の場合に
は、実際には実効値の半分が検出されるので出力信号は となる。(3a)，(3b)，(3c)を(4)式に代入してＡ≪Ｂを
考慮して計算すると を得る。この出力信号は反射波ｅｒの振幅と標準波と反
射波の位相差の関数である。
は、実際には実効値の半分が検出されるので出力信号は となる。(3a)，(3b)，(3c)を(4)式に代入してＡ≪Ｂを
考慮して計算すると を得る。この出力信号は反射波ｅｒの振幅と標準波と反
射波の位相差の関数である。
(5)式において、試料の強磁性共鳴の情報を含んでいる
ものはＡとφｒである。通常のＥＳＲの出力信号は磁界
変調されたものである。そこで、(5)式を磁界で微分す
ると となる。ここでσは(10)式で示すように外部磁界に比例
する無次元数でσ＝ｒＨｏ／ωである。(6)式を変形す
ると次のようになる。
ものはＡとφｒである。通常のＥＳＲの出力信号は磁界
変調されたものである。そこで、(5)式を磁界で微分す
ると となる。ここでσは(10)式で示すように外部磁界に比例
する無次元数でσ＝ｒＨｏ／ωである。(6)式を変形す
ると次のようになる。
標準信号の位相φｓがいろいろ変化すると出力信号も上
式に従って変化する。特別な場合として次の二つについ
て計算結果を示す。
式に従って変化する。特別な場合として次の二つについ
て計算結果を示す。
１）φｓ＝０。この場合は、(7)式の第２項が零とな
る。
る。
２）φｓ＝π／２。この場合は、(7)式の第１項が零と
なる。
なる。
δｖ／δσ∝（δＡ／δσ）sinφｒ ＋Ａcosφｒ（δφｒ／δσ） (8
b) ただし、上式の第２項目の微分は とも表される。
b) ただし、上式の第２項目の微分は とも表される。
本発明において、測定すべき試料とマイクロ波伝送線路
との結合状態は第２図の等価回路で表される。Zoは伝送
線路の特性インピーダンスである。rZoは整合負荷の実
数部分の特性インピーダンスからのずれを示す。点線の
ＬＣ共振回路は整合負荷のリアクタンス部分を表す。測
定周波数をこの共振周波数に選べばこのＬＣ共振回路は
無視できる。直列に接続されたブロック内の回路定数は
装荷された強磁性試料を示す。βは線路と試料の結合状
態を表す定数である。
との結合状態は第２図の等価回路で表される。Zoは伝送
線路の特性インピーダンスである。rZoは整合負荷の実
数部分の特性インピーダンスからのずれを示す。点線の
ＬＣ共振回路は整合負荷のリアクタンス部分を表す。測
定周波数をこの共振周波数に選べばこのＬＣ共振回路は
無視できる。直列に接続されたブロック内の回路定数は
装荷された強磁性試料を示す。βは線路と試料の結合状
態を表す定数である。
この等価回路は、第３図に示すように、強磁性共鳴の有
効磁界Ｈｏ＝０，Ｈｏ＝∞で帯磁率ｘの実数部ｘ′（図
中点線）と虚数部ｘ″（図中実線）の両方が零になるこ
とを考慮している。
効磁界Ｈｏ＝０，Ｈｏ＝∞で帯磁率ｘの実数部ｘ′（図
中点線）と虚数部ｘ″（図中実線）の両方が零になるこ
とを考慮している。
ここで、強磁性共鳴近傍での複素帯磁率ｘの実数部と虚
数部はそれぞれ次式で表される（参考文献；小西著「フ
ェライトを用いた最近のマイクロは技術」電子通信学会
編 昭和４０年 pp.10）。
数部はそれぞれ次式で表される（参考文献；小西著「フ
ェライトを用いた最近のマイクロは技術」電子通信学会
編 昭和４０年 pp.10）。
ただし、ωｍ＝γ４πＭｓ，ωｉ＝γＨｏ，αはGilber
t型の緩和定数である。ωはマイクロ波の角周波数，４
πＭｓは膜の飽和磁化，ＨｏはKittelの共鳴条件式より
得られる有効磁界，γはgyromagneticratioである。
t型の緩和定数である。ωはマイクロ波の角周波数，４
πＭｓは膜の飽和磁化，ＨｏはKittelの共鳴条件式より
得られる有効磁界，γはgyromagneticratioである。
このとき上記の特定周波数で入力端からみたインピーダ
ンスＺは Ｚ＝Ｚｏ（１＋ｒ＋βｘ″＋ｊβｘ′） (11) で表される。このときの反射係数Γは となる。
ンスＺは Ｚ＝Ｚｏ（１＋ｒ＋βｘ″＋ｊβｘ′） (11) で表される。このときの反射係数Γは となる。
これを実数部と虚数部に分けて指数表示すると(12)式は Γ＝Ａexp（ｊφｒ） (13) と書ける。又、入射波の振幅が１とすれば(13)式は反射
波ｅｒ＝Ａcos（ωｔ＋φｒ）の指数表示でもある。こ
こで、ａ＝ｒ＋βｘ″，ｂ＝βｘ′とすると である。
波ｅｒ＝Ａcos（ωｔ＋φｒ）の指数表示でもある。こ
こで、ａ＝ｒ＋βｘ″，ｂ＝βｘ′とすると である。
＜出力信号が非常に小さい場合＞ ここで特殊な場合として結合が極めて弱い状態（ａ，ｂ
≪１）及びoff−resonanceの整合が良好である状態（ｒ
≪１）を考えてみよう。この条件のもとでは(14)〜(17)
式は簡単になり となる。
≪１）及びoff−resonanceの整合が良好である状態（ｒ
≪１）を考えてみよう。この条件のもとでは(14)〜(17)
式は簡単になり となる。
これを用いて(8a)，(8b)式を計算する。
１）φｓ＝０の場合は次のようになる。
この場合の信号は帯磁率の虚数部にのみ関係している。
２）φｓ＝π／２の場合は次のようになる。
この場合の信号が帯磁率の実数部にのみ関係している。
このように出力信号が非常に小さい場合には標準信号の
位相を変えることにより帯磁率の実数部と虚数部を分け
て測定できる。第４図はωｍ＝１，α＝０．００１の場
合に計算した出力信号の外部磁界依存図である。φｓ＝
０の場合にはｘ″の微分曲線であるが、φｓ＝π／２の
場合にはｘ′の微分曲線となる。それぞれの特異点から
△Ｈは計算できる。
位相を変えることにより帯磁率の実数部と虚数部を分け
て測定できる。第４図はωｍ＝１，α＝０．００１の場
合に計算した出力信号の外部磁界依存図である。φｓ＝
０の場合にはｘ″の微分曲線であるが、φｓ＝π／２の
場合にはｘ′の微分曲線となる。それぞれの特異点から
△Ｈは計算できる。
すなわちφｓ＝０の場合には、曲線の山と谷の磁界間隔
△Ｈ′から真の△Ｈは となる。
△Ｈ′から真の△Ｈは となる。
また、φｓ＝π／２の場合には、曲線が零を切る磁界間
隔△Ｈ″と真の△Ｈは △Ｈ＝△Ｈ″ (21) と同じになる。
隔△Ｈ″と真の△Ｈは △Ｈ＝△Ｈ″ (21) と同じになる。
＜一般的取り扱い＞ 結合が強い場合には、(14)〜(17)式は簡単にならずその
まま数値計算しなければならない。
まま数値計算しなければならない。
１）φｓ＝０の場合、出力信号は次のようになる。
２）φｓ＝π／２の場合、出力信号は次のようになる。
第５図は(22)式を結合係数βと残留抵抗ｒをパラメータ
にして数値計算した出力信号の外部磁界依存図である。
曲線は点対称のため半分しか示していない。結合係数β
が大きくなるにつれて見かけ上の△Ｈ′が次第に大きく
なってゆくのが分かる。また、残留抵抗ｒの存在は△Ｈ
の測定値にはほとんど影響を与えない。第６図は結合係
数βから計算した反射電力を横軸に、縦軸に△Ｈの補正
係数を取った場合の曲線を示す。反射電力比が１０以上
になると急激に補正係数が大きくなることがわかる。
にして数値計算した出力信号の外部磁界依存図である。
曲線は点対称のため半分しか示していない。結合係数β
が大きくなるにつれて見かけ上の△Ｈ′が次第に大きく
なってゆくのが分かる。また、残留抵抗ｒの存在は△Ｈ
の測定値にはほとんど影響を与えない。第６図は結合係
数βから計算した反射電力を横軸に、縦軸に△Ｈの補正
係数を取った場合の曲線を示す。反射電力比が１０以上
になると急激に補正係数が大きくなることがわかる。
第１図は、本発明の第２図の原理等価回路を実現するた
めの一実施例を示す測定装置のブロック図である。直導
波管１０が測定腕となり、電磁石のポールピース5a，5b
の間に入る。整合負荷１１が直導波管１０の終端に接続
されている。試料４は、磁界分布のできるだけ均一な部
分に配され、本実施例の図では試料は結合孔を介した導
波管の外部に置かれている。当然試料４は導波管の内部
にあってもかまわない。
めの一実施例を示す測定装置のブロック図である。直導
波管１０が測定腕となり、電磁石のポールピース5a，5b
の間に入る。整合負荷１１が直導波管１０の終端に接続
されている。試料４は、磁界分布のできるだけ均一な部
分に配され、本実施例の図では試料は結合孔を介した導
波管の外部に置かれている。当然試料４は導波管の内部
にあってもかまわない。
又、標準波はマイクロ波発振器の出力の一部を分岐し
て、移相器１３を介して検出部２で反射波と混合され
る。
て、移相器１３を介して検出部２で反射波と混合され
る。
第１図の本発明の原理ブロック図から分かるように、強
磁性共鳴を生じない場合、入射電力Ｐｉはそのまま整合
負荷１１で消費されるので、反射電力Ｐｒは著しく小さ
い。即ち、Ｐｒ≪Ｐｉが成立する。ポールピース5a，5b
により磁界が発生し、試料４がマイクロ波と強磁性共鳴
状態になると、直導波管のインピーダンスが変化して反
射波が生じ、検出器の出力に信号が現れる。第７図は、
第１図の実施例で用いられた直導波管と整合負荷の実際
の寸法を示す。約６mmφの結合孔が導波管のＨ面に開け
られている。
磁性共鳴を生じない場合、入射電力Ｐｉはそのまま整合
負荷１１で消費されるので、反射電力Ｐｒは著しく小さ
い。即ち、Ｐｒ≪Ｐｉが成立する。ポールピース5a，5b
により磁界が発生し、試料４がマイクロ波と強磁性共鳴
状態になると、直導波管のインピーダンスが変化して反
射波が生じ、検出器の出力に信号が現れる。第７図は、
第１図の実施例で用いられた直導波管と整合負荷の実際
の寸法を示す。約６mmφの結合孔が導波管のＨ面に開け
られている。
試料の保持の仕方としては、治具に試料を取り付けて該
結合孔から直導波管の中に挿入することが考えられる。
又、別の方法としては第８図に示すように板状の試料４
ａを結合孔１２に外部から近接もしくは接触させるとい
うことも考えられる。一般のプロセスでは、ＬＰＥ膜付
きウェーハーを加工することなく、できるだけ早くその
物性を調べる必要があるので第８図の方法が実用的であ
る。
結合孔から直導波管の中に挿入することが考えられる。
又、別の方法としては第８図に示すように板状の試料４
ａを結合孔１２に外部から近接もしくは接触させるとい
うことも考えられる。一般のプロセスでは、ＬＰＥ膜付
きウェーハーを加工することなく、できるだけ早くその
物性を調べる必要があるので第８図の方法が実用的であ
る。
又、他の実施例として、導波管のＥ面に同じような結合
孔を開けた実験を行ったが、前述の実施例のＨ面の場合
に比較して両者に大きな差を見いだすことができなかっ
た。
孔を開けた実験を行ったが、前述の実施例のＨ面の場合
に比較して両者に大きな差を見いだすことができなかっ
た。
約１mmφのGa置換ＹＩＧ球（４πＭｓ＝４００Ｇ）を用
いて本方式により強磁性共鳴吸収曲線を測定した。直導
波管の結合孔の寸法は６mmφを用い、第９図のように球
状試料４ｂはスライドガラス１６の上にセロテープ１５
ａで貼り付けた。第１０図がこの測定結果である。主共
鳴は約３１７０〔Oe〕で起こる。他の吸収は、約２５
〔Oe〕の低磁界側に僅かな信号が見られるだけで、それ
以外はなにも観測されなかった。
いて本方式により強磁性共鳴吸収曲線を測定した。直導
波管の結合孔の寸法は６mmφを用い、第９図のように球
状試料４ｂはスライドガラス１６の上にセロテープ１５
ａで貼り付けた。第１０図がこの測定結果である。主共
鳴は約３１７０〔Oe〕で起こる。他の吸収は、約２５
〔Oe〕の低磁界側に僅かな信号が見られるだけで、それ
以外はなにも観測されなかった。
前述の第４図でφｓを変えた場合の検出波形の計算結果
を述べた。これを確認するために、このGa置換ＹＩＧ球
を用いて同様な実験を行った。第１１図がこの結果であ
る。装置の関係で移相器の位相変化量は数値として測定
できなかったが、図中に移相器のツマミの回転数を示
す。−１，−２，−３，−４はそれぞれ基準状態より半
時計方向に回転した数である。第４図と第１２図を比較
してみると分かるように両者の変化の仕方は定性的に極
めてよく似ている。特に、測定された△Ｈ′と△Ｈ″は の違いがあり、理論的予測とほとんど同じである。この
ことは本発明の計算モデルがかなり正しいことを裏付け
ている。
を述べた。これを確認するために、このGa置換ＹＩＧ球
を用いて同様な実験を行った。第１１図がこの結果であ
る。装置の関係で移相器の位相変化量は数値として測定
できなかったが、図中に移相器のツマミの回転数を示
す。−１，−２，−３，−４はそれぞれ基準状態より半
時計方向に回転した数である。第４図と第１２図を比較
してみると分かるように両者の変化の仕方は定性的に極
めてよく似ている。特に、測定された△Ｈ′と△Ｈ″は の違いがあり、理論的予測とほとんど同じである。この
ことは本発明の計算モデルがかなり正しいことを裏付け
ている。
第１２図は、１インチの直径のＧＧＧ（Gadolunium Gal
lium Garnet）ウェーハーの上に作製された約２０μｍ
の厚みのＹＩＧ（Yttrium Iron Garnet）のＬＰＥ（Liq
uid Phase Epitoxial）厚膜を結合孔の外側から第８図
のように接触させて９．０３ＧHzの周波数で測定したデ
ータである。結合孔の直径は６mmφを用いた。この図か
ら見かけ上の△Ｈ′は０．４２〔Oe〕と測定され、真の
△Ｈは し、0.73〔Oe〕となる。又、強磁性共鳴磁界が５０００
〔Oe〕であることから、Kittelの共鳴条件式 ω＝γ（Hext−４πＭｓ） より、４πＭｓを求めると４πＭｓ＝１７５６〔Oe〕が
得られる。この値はＹＩＧの飽和磁化として他の文献値
１８００Ｇとほぼ等しい。
lium Garnet）ウェーハーの上に作製された約２０μｍ
の厚みのＹＩＧ（Yttrium Iron Garnet）のＬＰＥ（Liq
uid Phase Epitoxial）厚膜を結合孔の外側から第８図
のように接触させて９．０３ＧHzの周波数で測定したデ
ータである。結合孔の直径は６mmφを用いた。この図か
ら見かけ上の△Ｈ′は０．４２〔Oe〕と測定され、真の
△Ｈは し、0.73〔Oe〕となる。又、強磁性共鳴磁界が５０００
〔Oe〕であることから、Kittelの共鳴条件式 ω＝γ（Hext−４πＭｓ） より、４πＭｓを求めると４πＭｓ＝１７５６〔Oe〕が
得られる。この値はＹＩＧの飽和磁化として他の文献値
１８００Ｇとほぼ等しい。
第１３図は、本発明の他の実施例である該マイクロ波伝
送線路として同軸線路を用いた場合である。約２ＧHz以
下の周波数帯での測定に適した伝送線路である。
送線路として同軸線路を用いた場合である。約２ＧHz以
下の周波数帯での測定に適した伝送線路である。
なお、マイクロ波伝送線路の実施例としては、導波管と
同軸線路しか示さなかったが、マイクロストリップ線路
や誘電体導波路のような他のマイクロ波伝送線路におい
ても、本発明の効果が有効であることは、本技術に係わ
る専用家であれば、容易に理解できるであろう。
同軸線路しか示さなかったが、マイクロストリップ線路
や誘電体導波路のような他のマイクロ波伝送線路におい
ても、本発明の効果が有効であることは、本技術に係わ
る専用家であれば、容易に理解できるであろう。
本発明の測定方法によれば、従来、測定困難であった低
△Ｈの試料や寸法の大きい試料の強磁性共鳴吸収を比較
的簡単に測定できる。又、標準波の位相を変化させるこ
とにより強磁性体のマイクロ波帯磁率の虚数部と実数部
を分けて測定できる。
△Ｈの試料や寸法の大きい試料の強磁性共鳴吸収を比較
的簡単に測定できる。又、標準波の位相を変化させるこ
とにより強磁性体のマイクロ波帯磁率の虚数部と実数部
を分けて測定できる。
第１図は本発明の根幹を成す検波方法と整合負荷付直導
波管法の組み合わせブロック図、第２図は本発明に用い
た非共振法の等価回路図、第３図はマイクロ波帯磁率の
実数部と虚数部の外部磁界依存図、第４図及び第５図は
本発明による出力信号の外部磁界依存図、第６図は反射
電力比と△Ｈの補正係数の関係図、第７図は本発明の一
実施例を示す整合負荷付直導波管の組み立て図、第８図
及び第９図は本発明の実施例による試料の取り付け図、
第１０図，第１１図及び第１２図は本発明による検出信
号の外部磁界依存図、第１３図は本発明の他の実施例を
示す伝送線路と試料の配置図、第１４図は従来技術によ
る共振法を用いた測定装置のブロック図、第１５図は従
来技術による非共振法を用いた測定装置のブロック図で
ある。
波管法の組み合わせブロック図、第２図は本発明に用い
た非共振法の等価回路図、第３図はマイクロ波帯磁率の
実数部と虚数部の外部磁界依存図、第４図及び第５図は
本発明による出力信号の外部磁界依存図、第６図は反射
電力比と△Ｈの補正係数の関係図、第７図は本発明の一
実施例を示す整合負荷付直導波管の組み立て図、第８図
及び第９図は本発明の実施例による試料の取り付け図、
第１０図，第１１図及び第１２図は本発明による検出信
号の外部磁界依存図、第１３図は本発明の他の実施例を
示す伝送線路と試料の配置図、第１４図は従来技術によ
る共振法を用いた測定装置のブロック図、第１５図は従
来技術による非共振法を用いた測定装置のブロック図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】マイクロ波伝送線路の端部に整合負荷を設
け、該マイクロ波伝送線路の側部に結合部分を設け、測
定すべき強磁性体の試料を該結合部分にマイクロ波的に
結合させ、強磁性共鳴のために外部から静磁界を印加
し、該マイクロ波伝送線路の入力部からマイクロ波電力
を入射し、その反射波を測定するマイクロ波装置におい
て、マイクロ波電力を発生するマイクロ波発振器の出力
の一部を分岐して標準波として、該反射波と該標準波を
干渉させ、この干渉波を整流して出力信号とし、該標準
波の位相を変化させることにより、該出力信号からマイ
クロ波帯磁率の実数部と虚数部を分離して求めることを
特徴とする強磁性共鳴吸収の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157275A JPH0641970B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 強磁性共鳴吸収の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157275A JPH0641970B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 強磁性共鳴吸収の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6312982A JPS6312982A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0641970B2 true JPH0641970B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=15646091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61157275A Expired - Lifetime JPH0641970B2 (ja) | 1986-07-04 | 1986-07-04 | 強磁性共鳴吸収の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11397226B2 (en) * | 2018-01-19 | 2022-07-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Ferromagnetic resonance (FMR) electrical testing apparatus for spintronic devices |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6660842B2 (ja) * | 2016-07-28 | 2020-03-11 | 国立大学法人京都大学 | 緩和時間測定方法及び磁気共鳴測定装置 |
| JP7380392B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-11-15 | 横河電機株式会社 | 磁気検出装置及び磁気検出方法 |
| CN113820034B (zh) * | 2020-12-11 | 2023-09-29 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | 一种微波场中在线测温方法 |
| CN118777945B (zh) * | 2024-06-20 | 2026-04-28 | 山东大学 | 一种基于增益谐振腔-磁共振耦合的磁场灵敏探测装置及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5180284A (ja) * | 1975-01-09 | 1976-07-13 | Nippon Electron Optics Lab | Denshisupinkyomeisochi |
| JPS6038671A (ja) * | 1983-08-10 | 1985-02-28 | Nec Corp | Ｅｓｒ測定自動化システム |
| JPS6235275A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Hitachi Metals Ltd | 強磁性共鳴吸収の測定方法 |
-
1986
- 1986-07-04 JP JP61157275A patent/JPH0641970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11397226B2 (en) * | 2018-01-19 | 2022-07-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Ferromagnetic resonance (FMR) electrical testing apparatus for spintronic devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6312982A (ja) | 1988-01-20 |
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