本文關(guān)鍵詞：基于FeCrAl材料的太赫茲寬譜源研究　出處：《西南科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 太赫茲技術(shù) 太赫茲寬譜源 FeCrAl 磁控濺射 薄膜

【摘要】：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,FeCrAl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Fe CrAl合金絲表面粗糙度增加,太赫茲光譜強(qiáng)度降低;隨著FeCrAl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,FeCrAl薄膜樣品表面顆粒尺寸增大,Fe,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光譜產(chǎn)生紅移現(xiàn)象。(3)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,同時輻射頻譜半峰寬變窄;MgO基底FeCrAl薄膜輻射太赫茲光譜強(qiáng)度明顯高于以Si為基底FeCrAl薄膜所產(chǎn)生的太赫茲光譜強(qiáng)度。本論文通過對FeCrAl材料太赫茲輻射特性的研究,證明FeCrAl材料可以產(chǎn)生較寬頻譜太赫茲輻射。研究結(jié)果表明,通過控制材料的成分、表面狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和厚度,可以輸出頻譜范圍和強(qiáng)度可控的太赫茲輻射。FeCrAl材料作為高強(qiáng)度、寬頻譜、低成本太赫茲輻射源有很大的研究空間和發(fā)展?jié)摿Α?br/>[Abstract]:The high - intensity , broad - spectrum , low - cost terahertz source has been studied in the field of chemical analysis , safety detection , space wireless communication and medical imaging . ( 3 ) FeCrAl thin films with MgO as the base were prepared by magnetron sputtering . The results show that the terahertz emission of FeCrAl thin films with different thickness and different base films has been studied . The results show that the terahertz radiation of FeCrAl films can be produced by controlling the composition , surface state , structure and thickness of FeCrAl thin films . The results show that the high intensity , broad spectrum and low cost terahertz radiation sources have great research space and development potential .

【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG132.27

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本文編號：1413728