Ni-Zn鐵氧體薄膜高頻磁特性研究.pdf

1、Ni-Zn鐵氧體材料由于具有很高的電阻率、磁導率、共振頻率以及低的損耗角正切等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高頻領(lǐng)域，并且隨著電子元器件小型輕量化、平面集成化和高頻化的發(fā)展，應(yīng)用于其中的 Ni-Zn鐵氧體薄膜材料逐漸成為當前的研究重點。本文重點研究了 Ni-Zn鐵氧體薄膜的制備工藝，并分析了其高頻磁性能。主要研究內(nèi)容包括：
　　首先，基于蒙特卡羅方法對Ni0.5Zn0.5Fe2O4鐵氧體靶材濺射產(chǎn)額的計算結(jié)果表明：在垂直入射角度下，隨著入射粒

2、子能量的不斷增大，靶材中各元素濺射產(chǎn)額逐漸增大；在5KeV入射能量下，隨著入射粒子角度的不斷增大，靶材中各元素濺射產(chǎn)額先增大后減小。
　　然后，采用射頻磁控濺射法制備了Ni0.5Zn0.5Fe2O4鐵氧體薄膜，研究了薄膜厚度、氧分壓、基片溫度以及ZnFe2O4鐵氧體緩沖層對Ni-Zn鐵氧體薄膜的物相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、靜態(tài)磁性能和高頻性能的影響。結(jié)果表明：(1)隨著薄膜厚度的增加，晶粒尺寸增大，飽和磁化強度Ms和矯頑力Hc均略有增大。

3、當薄膜厚度L=2.25μm時，飽和磁化強度 Ms和矯頑力 Hc均達到最大值；在高頻磁性能方面，當頻率在1GHz時，樣品磁導率實部μ'隨膜厚增加而逐漸增大。當頻率大于0.31GHz時，薄膜磁導率虛部大于50的頻率范圍逐漸擴大，且該范圍逐漸向高頻方向增大。(2)隨著氧分壓的增大，樣品晶粒尺寸減小。在磁性能方面，Ms和μ'先增加后減小，在氧分壓為15％時，Ms和μ'均達到最大值，分別為412KA·m-1，～200；截止頻率fr的變化規(guī)律與μ'

4、相反；矯頑力 Hc則隨著氧分壓的增加先快速增大后緩慢增加，當氧分壓為20%時，矯頑力達最大值(Hc=10.8KA·m-1)。(3)未經(jīng)退火的薄膜樣品，隨著基片溫度的升高，樣品衍射峰強度增加，薄膜取向性變好，且 Ms增大，Hc減??；經(jīng)過退火的薄膜樣品，隨著基片溫度的升高，晶粒尺寸增大，Ms先增加后減小，Hc先減小后增大，Ms和Hc均在基片溫度為250℃時達到最大值和最小值，分別為242KA·m-1，6.39KA·m-1；在高頻性能方面，隨