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NiZn铁氧体薄膜及其性能研究

作　者: 游昕
导　师: 刘颖力
学　校: 电子科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: NiZn铁氧体薄膜 饱和磁化强度 退火温度 铁磁共振线宽
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


NiZn铁氧体材料作为一种微波旋磁铁氧体材料,具有高的旋磁特性,低损耗、宽频率范围、高功率负荷以及良好温度稳定性等特点,广泛应用于隔离器、相移器、环形器、调制器等微波铁氧体器件。随着现代电子器件的小型化与微型化,NiZn铁氧体薄膜的应用日益广泛,如高频薄膜电感、高频薄膜变压器等。本文以射频磁控溅射法制备NiZn旋磁铁氧体薄膜为主要研究内容,通过理论分析与大量实验,针对薄膜材料的主要技术参数,分析退火温度,基片,靶材等多种因素对薄膜性能的影响,并对其微波旋磁性能进行了研究,研制既具有优异的磁性能又适合于在高频下应用的NiZn铁氧体薄膜材料。首先通过靶材制备,基片清洗等前期准备,完成薄膜制备需要达到的客观条件,然后使用射频磁控溅射仪在Si(100)基片上制备NixZn(1-x)Fe2O4铁氧体薄膜。通过对薄膜样品的XRD、AFM、SEM、VSM测试数据进行分析,进而明确了制备薄膜过程中溅射功率、溅射气压、薄膜厚度、基片温度等前处理工艺对薄膜性能影响,用于选取最优的解决办法对薄膜进行制备。然后对后处理工艺和基片、材料配比等其他影响薄膜性能的因素加以分析。最后再对薄膜按照微波旋磁器件的要求,通过传输式谐振腔进行铁磁共振线宽ΔH的测试,综合上面各种参数的影响,对制备参数进行了优化选择。在Si(100)基片上,在1Pa气压下溅射,膜厚为800nm,经过800℃退火,得到Ni0.6Zn0.4Fe2O4薄膜,饱和磁化强度Ms=150e.m.u/cc,矫顽力Hc=110Oe,铁磁共振线宽ΔH=140Oe的NiZn旋磁铁氧体薄膜材料。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 引言  9
  1.2 铁氧体薄膜的应用  9-13
    1.2.1 薄膜电感  10-12
    1.2.2 微波器件  12-13
  1.3 微波旋磁材料的发展  13-15
    1.3.1 NiZn 软磁铁氧体材料的发展现状  14-15
    1.3.2 NiZn 铁氧体薄膜材料的发展  15
  1.4 本论文的主要研究内容  15-16
第二章 NiZn 铁氧体薄膜的制备、表征和测试方法  16-28
  2.1 实验方法及过程  16
  2.2 薄膜的制备方法  16-18
  2.3 NiZn 铁氧体薄膜的制备  18-21
    2.3.1 靶材的制备  18-20
    2.3.2 基片的选择与清洗  20-21
  2.4 薄膜的分析和测试  21-27
    2.4.1 薄膜的相结构分析  21-22
    2.4.2 薄膜的微观形貌分析  22-23
    2.4.3 薄膜的直流磁性能测试  23-24
    2.4.4 薄膜旋磁性能的测试  24-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 NiZn 铁氧体薄膜的微观结构和磁性能  28-51
  3.1 薄膜制备  28
  3.2 薄膜的微观结构与形貌分析  28-31
    3.2.1 薄膜的微观结构及成分  28-30
    3.2.2 薄膜的微观形貌  30-31
  3.3 制备工艺对薄膜性能的影响  31-43
    3.3.1 溅射功率对薄膜的影响  31-36
    3.3.2 溅射气压对薄膜的影响  36-39
    3.3.3 薄膜厚度对性能的影响  39-41
    3.3.4 基片温度对薄膜的影响  41-43
  3.4 后处理工艺对薄膜的影响  43-50
    3.4.1 常规退火处理  44-48
    3.4.2 快速退火处理  48-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章 其他条件对 NiZn 薄膜的影响  51-57
  4.1 基片对性能的改善  51-53
  4.2 NI_XZN_((1-X))FE_2O_4铁氧体薄膜的比较  53-55
  4.3 电阻率的测量  55
  4.4 本章小结  55-57
第五章 NiZn 铁氧体薄膜的微波磁性能  57-63
  5.1 铁磁共振线宽ΔH 测试  57-61
    5.1.1 谐振腔微扰理论  57-59
    5.1.2 谐振腔测量方法  59-61
  5.2 样品测量分析  61-62
  5.3 本章小结  62-63
第六章 结论  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
攻读硕士期间所取得的研究成果  70-71

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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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