基于FeCrAl材料的太赫茲寬譜源研究.pdf

1、太赫茲技術(shù)作為一交叉前沿學(xué)科，在化學(xué)分析、安全檢測、空間無線通信和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。制備高強(qiáng)度、寬頻譜、低成本太赫茲源成為目前研究的焦點(diǎn)。鐵磁材料在熱退磁過程中，可以產(chǎn)生太赫茲輻射，F(xiàn)eCrAl合金作為一種優(yōu)良的電熱磁性材料，有望成為新一代太赫茲寬譜源。
　　本論文以FeCrAl材料（合金絲和合金薄膜）為研究對象，對其太赫茲輻射原理進(jìn)行了探究，并系統(tǒng)的研究其不同表面狀態(tài)、成分比例、電學(xué)和磁學(xué)性能對太赫茲光譜輻射

2、特性的影響。主要工作和研究結(jié)果如下：
　　（1）對FeCrAl合金絲表面分別采用物理和化學(xué)方法進(jìn)行處理，研究不同表面狀態(tài)對太赫茲輻射性能的影響，并探究其原因。結(jié)果表明：采用不同方法處理的FeCrAl合金絲表面粗糙度和氧化物含量不同，且表面氧化層厚度最高為5?m；太赫茲光譜測試結(jié)果顯示FeCrAl合金絲作為THz輻射源，產(chǎn)生波數(shù)范圍為100-500cm-1的太赫茲寬譜；隨著FeCrAl合金絲表面粗糙度增加，太赫茲光譜強(qiáng)度降低；隨著F

3、eCrAl合金絲表面氧化物和碳化物含量增加，太赫茲光譜輻射強(qiáng)度減弱，并且出現(xiàn)紅移現(xiàn)象。
　　（2）采用磁控濺射鍍膜技術(shù)制備以Si為基底的FeCrAl薄膜，對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能表征，研究FeCrAl薄膜樣品的不同成分比例、表面狀態(tài)以及電學(xué)和磁學(xué)性能對太赫茲輻射性能影響，并探究其原因。結(jié)果表明：隨著磁控濺射功率的增加，F(xiàn)eCrAl薄膜樣品表面顆粒尺寸增大，F(xiàn)e，Cr，Al成分含量增加，樣品的飽和磁化強(qiáng)度先增加后降低；太赫茲光譜測試結(jié)果表

4、明：FeCrAl薄膜產(chǎn)生寬頻譜太赫茲輻射，其波數(shù)范圍為20-500cm-1；太赫茲光譜強(qiáng)度主要由薄膜樣品飽和磁化強(qiáng)度和電流強(qiáng)度決定；隨著濺射功率的增加，太赫茲輻射光譜的帶寬寬變寬同時(shí)光譜產(chǎn)生紅移現(xiàn)象。
　?。?）采用磁控濺射鍍膜技術(shù)制備以MgO為基底的FeCrAl薄膜，研究不同厚度、不同基底薄膜樣品對太赫茲輻射性能影響。研究結(jié)果表明：隨著薄膜厚度的增加，太赫茲光譜強(qiáng)度減弱，同時(shí)輻射頻譜半峰寬變窄；MgO基底FeCrAl薄膜輻射太赫