Теоретические и экспериментальные исследования, необходимые для решения поставленных перед ПНИ задач

Методом численного микромагнитного моделирования проведены исследования высокочастотных свойств нанокристаллических тонких магнитных пленок, которые позволили обнаружить особенности в спектрах ферромагнитного резонанса, связанные с влиянием размеров кристаллитов D0 на параметры резонансной кривой. Также было получено выражение для порогового значения толщины пленки, выше которого основной вклад в двухмагнонные процессы рассеяния вносит «рябь» намагниченности. Проведенные исследования имеют большое значение для разработки и оптимизации технологических условий синтеза магнитных нанокристаллических тонких пленок, удовлетворяющих высоким требованиям сверхчувствительной магнитометрии. Была разработана одномерная модель миниатюрного датчика слабых магнитных полей на микрополосковой структуре с тонкой магнитной пленкой, которая была использована для проведения теоретических исследований. Результаты, полученные с применением разработанной модели, с хорошей точностью совпадают с результатами ранее опубликованных экспериментальных данных. Разработана оптимальная программа численных и экспериментальных исследований магниточувствительных элементов датчиков слабых магнитных полей на основе резонансной микрополосковой структуры с магнитной нанокристаллической тонкой пленкой, которая в полном объеме удовлетворяет требованиям стоящих перед проектом задач. Разработано 12 экспериментальных образцов магниточувствительного элемента датчика слабых магнитных полей на основе резонансной микрополосковой структуры с магнитной нанокристаллической тонкой пленкой. В соответствии с разработанной программой исследований был выполнен численный анализ электродинамической модели магниточувствительного элемента датчика слабых магнитных полей, проведены экспериментальные исследования параметров работы базовой конструкции магниточувствительного элемента датчика слабых магнитных полей, исследованы 12 конструкций экспериментальных образцов магниточувствительного элемента датчика слабых магнитных полей. Создан экспериментальный стенд для измерения параметров и настройки магнитных систем чувствительных элементов датчиков слабых магнитных полей на основе трехосевого измерителя магнитного поля. Рассмотрены различные варианты построения сверхчувствительных широкополосных датчиков слабых магнитных полей, перечислены их наиболее значимые характеристики и способы их достижения. Разработано шесть экспериментальных образцов сверхчувствительных широкополосных датчиков слабых магнитных полей на основе магнитной нанокристаллической тонкой пленки. Осуществлена закупка оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и расходных материалов, предназначенных для изготовления экспериментальных стендов и обеспечения проведения исследований по теме ПНИ. Созданный автоматизированный контрольно-измерительный комплекс для проведения измерений характеристик тонких магнитных пленок и магниточувствительных элементов датчиков слабых магнитных полей позволяет получить данные магнитных параметров ТМП и произвести отбраковку пленочных образцов для их использования в датчиках слабых магнитных полей. Разработана программа экспериментальных исследований влияния технологических параметров синтеза нанокристаллических тонких пленок на их магнитные свойства, которая в полном объеме удовлетворяет требованиям стоящих перед проектом задач и позволяет получить весь необходимый объем экспериментальных данных, достаточный для разработки оптимальных условий синтеза нанокристаллических тонких магнитных пленок, удовлетворяющих высоким требованиям сверхчувствительной магнитометрии. Произведено измерение 102 тонких магнитных пленок, полученных в рамках программы экспериментальных исследований влияния технологических параметров синтеза нанокристаллических тонких пленок на их магнитные свойства. Проведены исследования природы возникновения магнитных неоднородностей и их влияния на уровень собственных магнитных шумов тонких пленок, изготовленных методом магнетронного распыления мишени. Разработана и изготовлена магнитно-экранирующая камера, предназначенная для подавления внешнего магнитного шума и являющаяся частью испытательного стенда для измерения собственных характеристик датчиков слабых магнитных полей и магнитных антенн на их основе. Индустриальным партнером синтезировано 102 образца тонких магнитных пленок в соответствии с программой экспериментальных исследований; изготовлено 12 экспериментальных образцов магниточувствительных элементов датчиков слабых магнитных полей на основе 8 резонансной микрополосковой структуры с магнитной нанокристаллической тонкой пленкой. Проведены работы по подготовке оборудования, аппаратуры, испытательных стендов, площадок Индустриального партнера АО «НПП «Радиосвязь» для проведения экспериментальных исследований.