本文關(guān)鍵詞：鐵硅合金薄膜的制備及高頻磁性能研究

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【摘要】：FeSi化合物的電學(xué)磁學(xué)性質(zhì)多變,在電子學(xué)、光電、熱電和磁學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,已逐漸成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)材料。同時(shí)隨著電子信息設(shè)備向著智能化、數(shù)字化、小型化、高頻甚至超高頻化方向進(jìn)化,材料的薄膜化已是發(fā)展趨勢(shì)。而FeSi薄膜的磁性能優(yōu)良,在高頻信息領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,因此,研究FeSi薄膜的高頻磁性能顯得十分必要。本文用磁控濺射法制備FeSi薄膜,通過(guò)改變基底材料、濺射功率和退火溫度,研究不同制備工藝條件對(duì)薄膜微結(jié)構(gòu)、靜磁性能、自旋整流電壓的影響。首先在玻璃基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜,濺射壓強(qiáng)分別為0.6Pa、0.8Pa、1.0Pa、1.2Pa和1.4Pa。結(jié)果表明所制備的薄膜為非晶態(tài)。隨著濺射氣壓的升高,薄膜飽和磁化強(qiáng)度Ms先增大后減小,在1.0Pa時(shí)達(dá)到最大值15543.52Gs。在Si(100)基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜,濺射功率分別為20W、40W、60W、80W、100W。結(jié)果表明,在Si基底上沉積的FeSi薄膜出現(xiàn)不同程度的晶化,出現(xiàn)了Fe3Si(200)、Fe3Si(220)等衍射峰。在20W~100W濺射功率范圍內(nèi),Ms先增大后減小,在60W時(shí)達(dá)到最大值10509.24Gs。4GHz頻率下鐵磁共振線寬?H隨濺射功率的增加整體呈減小的趨勢(shì),從最大值351.21Oe減小到最小值69.18Oe。為研究退火溫度對(duì)FeSi薄膜性能的影響,選擇Si(100)基底、濺射功率為40W和100W的薄膜分別進(jìn)行200℃、300℃、400℃、500℃、600℃溫度的退火。40W低濺射功率條件下制備的FeSi薄膜,隨退火溫度增加,其晶化程度提高,當(dāng)溫度超過(guò)400℃后,退火溫度對(duì)結(jié)晶影響很小。相較于未退火,飽和磁化強(qiáng)度Ms的值均增大,且隨著退火溫度的升高M(jìn)s先增大后減小,在400℃時(shí)達(dá)到最大值14417.18Gs。4GHz頻率下鐵磁共振線寬?H隨退火溫度的升高整體基本呈減小的趨勢(shì),從最大值461.79Oe減小到最小值177.18Oe。100W高濺射功率下生長(zhǎng)的FeSi薄膜,退火溫度對(duì)其結(jié)晶影響很小。退火溫度在200℃~600℃范圍內(nèi)時(shí),飽和磁化強(qiáng)度Ms的值逐漸減小,從200℃時(shí)的10361.46Gs減小到600℃時(shí)的8320.1Gs。4GHz頻率下鐵磁共振線寬?H隨退火溫度的升高明顯呈減小的趨勢(shì),從最大值277.91Oe減小到最小值158.24Oe。用微帶線夾具法測(cè)試自旋整流效應(yīng),由于磁場(chǎng)信號(hào)比較弱,導(dǎo)致測(cè)試的噪音較大。本文設(shè)計(jì)并制作了諧振腔用于測(cè)試鐵磁薄膜的自旋整流效應(yīng),結(jié)果表明該方法來(lái)可以獲得更大的信號(hào)和信噪比。
【關(guān)鍵詞】：FeSi薄膜 高頻磁性能 自旋整流 鐵磁共振
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究的背景與意義10
• 1.2 FeSi合金的基本性能10-13
• 1.2.1 FeSi合金的晶體結(jié)構(gòu)10-12
• 1.2.2 FeSi合金的磁性能12-13
• 1.3 FeSi合金的制備方法13-15
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 薄膜的制備、結(jié)構(gòu)表征及高頻磁性能基礎(chǔ)理論16-36
• 2.1 薄膜的制備16
• 2.2 薄膜的結(jié)構(gòu)表征16-20
• 2.2.1 表面形貌測(cè)量?jī)x(臺(tái)階儀)16-18
• 2.2.2 X射線衍射18-19
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡19-20
• 2.3 薄膜的高頻磁性能20-35
• 2.3.1 磁性薄膜的高頻磁性能20-25
• 2.3.2 諧振腔基本理論25-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第三章 FeSi薄膜的制備及高頻磁性能研究36-62
• 3.1 FeSi薄膜制備工藝和分析方法36
• 3.2 FeSi薄膜自旋整流效應(yīng)測(cè)試方法36-37
• 3.3 玻璃基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜37-45
• 3.4 Si基底上生長(zhǎng)FeSi薄膜45-60
• 3.4.1 濺射功率對(duì)FeSi薄膜的影響45-52
• 3.4.2 退火溫度對(duì)FeSi薄膜的影響52-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 第四章 諧振腔測(cè)試結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和仿真62-70
• 4.1 諧振腔模型的設(shè)計(jì)與仿真62-66
• 4.2 諧振腔實(shí)物測(cè)試66-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 第五章 結(jié)論70-71
• 5.1 全文總結(jié)70
• 5.2 后續(xù)工作展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果74-75

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 駱俊百;共面波導(dǎo)測(cè)試磁性薄膜微波磁性能[D];電子科技大學(xué);2014年

2 黃武林;鐵硅合金薄膜的制備及高頻磁性能研究[D];電子科技大學(xué);2016年

3 盧憲俊;微波鐵氧體材料鐵磁共振線寬和復(fù)介電常數(shù)測(cè)試技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：660886