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NiZn铁氧体薄膜性能影响因素研究

作　者: 金慧
导　师: 余忠
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: NiZn铁氧体薄膜 ZnFe2O4缓冲层 基片 Mn取代
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


NiZn铁氧体薄膜具有电阻率高、居里温度高、温度系数低、高频性能良好等优点,广泛应用于平面电感器、微型变压器、电磁干扰抑制器等方面。本论文主要研究了ZnFe2O4缓冲层、基片种类及Mn取代对NiZn铁氧体薄膜微观结构与磁性能的影响。采用射频磁控溅射法制备NiZn铁氧体薄膜和ZnFe2O4铁氧体缓冲层。采用Philips X’Pert Pro MPD型X射线衍射仪（X-ray Diffractometer,XRD）分析薄膜和靶材样品的物相结构;采用RiKen Denshi Co.IBHV-525型振动样品磁强计（Vibrating Sample Magnetometer, VSM）,测试薄膜样品的磁性能,用岩崎SY-8232 B-H分析仪测试靶材样品的磁性能;采用SPA-300HV型原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）,测试薄膜样品的表面形貌,用Joel JSM-6490LV扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）观察靶材样品的断面形貌。本文首先研究了ZnFe2O4铁氧体缓冲层在不同退火温度下的相结构,确定了合适的退火温度。然后在不同厚度的ZnFe2O4铁氧体缓冲层上沉积了Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4铁氧体薄膜,并在不同的温度下进行退火。在Si（100）,Si（111）,MgAl2O4（100）,MgAl2O4（111）,MgO（100）基片上沉积Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4铁氧体薄膜,并研究其性能。最后论文探讨了Mn取代对NiZn铁氧体靶材以及薄膜性能的影响,并研究了薄膜的退火工艺。结果表明:800℃退火时,随着ZnFe2O4铁氧体缓冲层厚度的增加,Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4铁氧体薄膜的饱和磁化强度Ms先增加后降低,矫顽力Hc逐渐降低,当ZnFe2O4缓冲层厚度为40nm,Ms达到最大值,最大值为379 kA/m;基片MgAl2O4（111）上沉积的Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4铁氧体薄膜有较大的Ms（385kA/m）,基片MgO（100）上沉积的薄膜有较低的Hc（1.75kA/m）;随着Mn取代量的增加,Ni0.5-xZn0.5MnxFe2O4铁氧体薄膜Ms先增大后减小,当取代量x=0.15,Ms有最大值（453kA/m）,Hc逐渐减小;Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4铁氧体薄膜随着退火温度的升高,Ms和Hc均逐渐增大,随着保温时间的加长Ms先增大后减小,Hc先减小后增大。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-18
  1.1 引言  9
  1.2 NiZn 铁氧体薄膜国内外的研究现状  9-14
  1.3 NiZn 铁氧体薄膜的应用  14-17
  1.4 本论文的结构安排  17-18
第二章 NiZn 铁氧体薄膜的制备、表征和测试方法  18-22
  2.1 NiZn 铁氧体靶材的制备  18
  2.2 靶材制备的主要工艺流程  18-19
  2.3 基片的选择和清洗  19-20
    2.3.1 基片的选择  19
    2.3.2 基片的清洗  19-20
  2.4 射频磁控溅射法  20
  2.5 NiZn 铁氧体薄膜性能的测试和表征  20-22
第三章 ZnFe_2O_4缓冲层对NiZn 铁氧体薄膜性能的影响  22-34
  3.1 引言  22
  3.2 ZnFe_2O_4 和NiZn 铁氧体靶材的制备  22-23
  3.3 ZnFe_2O_4 铁氧体薄膜制备工艺  23-27
    3.3.1 ZnFe_2O_4 铁氧体薄膜的制备  24-25
    3.3.2 ZnFe_2O_4 铁氧体薄膜的相结构  25-27
  3.4 ZnFe_2O_4 缓冲层对NiZn 铁氧体薄膜的影响  27-33
    3.4.1 NiZn 铁氧体薄膜的制备  27-28
    3.4.2 缓冲层对NZF/ZF/Si(100)铁氧体薄膜磁性能的影响  28-30
    3.4.3 缓冲层对NZF/ZF/Si(100)铁氧体薄膜相结构的影响  30-32
    3.4.4 退火温度对NZF/ZF/Si(100)铁氧体薄膜磁性能的影响  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章 基片种类对NiZn 铁氧体薄膜性能的影响  34-43
  4.1 Si、MgO、MgA1_2O_4 基片参数  34-35
  4.2 NZF/SiO_2/Si(100)的磁性能  35-36
  4.3 不同基片上沉积NZF 薄膜的磁性能  36
  4.4 不同基片上沉积薄膜的相结构  36-38
  4.5 薄膜的微观结构  38-39
  4.6 矫顽力的分析  39-41
  4.7 本章小结  41-43
第五章 Mn 取代对NiZn 铁氧体靶材和薄膜性能的影响  43-57
  5.1 Mn 取代对NiZn 铁氧体靶材性能的影响  43-51
    5.1.1 靶材样品的制备  43-44
    5.1.2 不同烧结温度下靶材的磁性能  44-45
    5.1.3 靶材样品的物相和微观结构  45-48
    5.1.4 Mn 取代对NiZn 铁氧体靶材的磁性能影响  48-51
  5.2 Mn 取代对NiZn 铁氧体薄膜性能的影响  51-53
    5.2.1 Mn 取代对NiZn 铁氧体薄膜相结构的影响  51-52
    5.2.2 Mn 取代对NiZn 铁氧体薄膜磁性能的影响  52-53
  5.3 薄膜退火工艺的研究  53-55
    5.3.1 退火温度对薄膜物相结构和磁性能的影响  53-54
    5.3.2 保温时间对薄膜物相结构和磁性能的影响  54-55
  5.4 本章小结  55-57
第六章 结论  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-65
攻硕期间取得的研究成果  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 磁性材料、铁氧体 > 铁氧体、氧化物磁性材料
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