磁性納米膜微波磁譜測量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著吸波材料在微波通信、微波暗室、抗電磁輻射以及電子對抗等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，研究和開發(fā)滿足以上各種要求的吸波材料已成為一個重要課題。以Fe基、Co基為主體的磁性合金納米顆粒膜及納米多層膜由于在微波頻率下具有很高的磁導(dǎo)率和磁損耗，可3實(shí)現(xiàn)微波的寬頻帶吸收而日益受到人們的重視。磁性薄膜的復(fù)磁導(dǎo)率對吸波性能有重大影響，因而在吸波材料研究中提出了對該類薄膜磁譜進(jìn)行測量的緊迫要求。本文圍繞在吸波材料研究中磁性薄膜復(fù)磁導(dǎo)率的提取與評估這一問題，在對

2、國內(nèi)外薄膜復(fù)磁導(dǎo)率測量方法進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上，提出了用微帶反射法對薄膜復(fù)磁導(dǎo)率進(jìn)行測量的技術(shù)原理。以一般傳輸線方程為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了反射系數(shù)與傳播常數(shù)的關(guān)系后；又從Maxwell方程組出發(fā)，推導(dǎo)出了傳播常數(shù)和等效復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率的關(guān)系式；最后通過網(wǎng)絡(luò)分析儀測出樣品放置前后短路微帶線的反射系數(shù)，求解出了磁性薄膜材料的復(fù)磁導(dǎo)率。運(yùn)用高頻結(jié)構(gòu)仿真軟件Ansoft-HFSS設(shè)計了短路微帶結(jié)構(gòu)測試夾具，并對測量進(jìn)行了仿真，直觀地驗(yàn)證了測量方法的

3、可行性。利用Agilent8722ES微波網(wǎng)絡(luò)分析儀和個人計算機(jī)，加上自行設(shè)計的短路微帶腔，再配置一根82357USB/GPIB電纜，采用GPIB總線結(jié)構(gòu)搭建了一個薄膜磁導(dǎo)率測量系統(tǒng)，并利用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)了自動測試軟件，大大提高了測試效率。利用該自動測量系統(tǒng)對沉積在硅基片上、厚度為0.4的FeCo基薄膜樣品在0.5－5GHz頻率范圍內(nèi)的復(fù)磁導(dǎo)率進(jìn)行了測量，結(jié)果基本可靠。微帶反射法具有樣品易于制作、測試裝置簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。并且計算