Mn-Zn鐵氧體薄膜制備與性能研究.pdf

1、軟磁鐵氧體是鐵氧體發(fā)展史的主干。目前軟磁鐵氧體已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電信、儀器儀表、自動控制和計算機技術(shù)等方面，成為品種最多、應(yīng)用最廣的一類磁性材料。而未來的電子元器件進一步朝著小型化、集成化方向發(fā)展，部分器件將由三維的體材料向二維的薄膜材料方向發(fā)展：微波及毫米波器件；磁化效應(yīng)器件；高密度、大容量的薄膜磁記錄介質(zhì)；薄膜型磁頭，磁傳感器；薄膜變壓器以及薄膜電感器等。目前薄膜電感器的磁介質(zhì)層大部分采用金屬或金屬合金材料，這些材料具有高的電導率，從

2、而在高頻使用時會產(chǎn)生嚴重的渦流損耗和趨膚效應(yīng)，成為這些材料高頻應(yīng)用的主要瓶頸，使其應(yīng)用頻率范圍受到限制。從而，具有高電阻率的鐵氧體薄膜以其優(yōu)異的高頻電磁特性，良好的機械耐磨性和穩(wěn)定的化學性能而成為頗具應(yīng)用價值的材料引起人們的關(guān)注。 因為MnZn鐵氧體薄膜具有電阻率高、高頻特性及軟磁性能好等原因在薄膜電感介質(zhì)中具有很大發(fā)展?jié)摿?。但是MnZn鐵氧體對制備條件過程中的諸多因素敏感，比如錳的變價、氧的流失，鋅離子揮發(fā)等，如果條件控制不當

3、，將會造成薄膜性能的惡化。 本文對制備薄膜條件的控制進行了研究，并對薄膜的性能進行了探討。本論文制備的MnZn鐵氧體樣品具有低的Hc，原因可以在以下方面給出解釋：(1)本實驗中薄膜中的晶粒尺寸小于20nm，晶粒之間存在交換耦合作用，使矯頑力降低。(2)基片和薄膜的晶格常數(shù)以及熱膨脹系數(shù)是否匹配，如果匹配較好，將會降低界面處的應(yīng)力，使矯頑力降低。(3)薄膜比較致密，缺陷少；但是薄膜的Ms也較低，這是我們不希望的，但是鐵氧體薄膜的M

4、s一般會比塊體的要低，這在其他人的工作中也普遍存在，主要原因可能是(1)納米晶薄膜的晶粒表面存在自旋釘扎引起的磁性死層。(2)另外從本實驗的XRD中可以看到有部分的非晶態(tài)生成，也有可能造成Ms的降低。(3)Mn2+被氧化成Mn3+，Mn3+傾向于占據(jù)B位，又Mn3+的磁矩小于Mn2+，所以使總磁矩減小。最后我們通過穆斯堡爾譜在微觀方面對Mn0.5Zn0.5Fe2O4，Mn0.1Zn0.9Fe2O4成分的樣品進行了討論，得到了(1)Zn2