發(fā)布時(shí)間：2017-08-20 09:23

  本文關(guān)鍵詞：鎳鋅鐵氧體薄膜的制備和電磁性能調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 鎳鋅鐵氧體薄膜 高頻性能 磁電耦合 阻變效應(yīng)

【摘要】：現(xiàn)代電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展對微波磁性材料提出了更高的要求—高共振頻率、高磁導(dǎo)率以及高電阻率。而軟磁鐵氧體材料盡管具有高電阻率、低渦流損耗等優(yōu)點(diǎn),但是其較低的共振頻率(200 MHz)限制了它在高頻電感等器件中的應(yīng)用。因此,如何提高軟磁鐵氧體的共振頻率和磁導(dǎo)率成為了人們的關(guān)注重點(diǎn)。在本文中我們利用共沉淀法制備了軟磁鎳鋅鐵氧體粉末并壓塊燒結(jié)制成靶材,然后利用磁控濺射法制備了鎳鋅鐵氧體薄膜,通過X射線衍射譜、磁滯回線和鐵磁共振吸收譜等表征手段,系統(tǒng)地表征了樣品的晶體結(jié)構(gòu)、靜態(tài)磁性與高頻磁性,得到的創(chuàng)新性成果有：1.通過共沉淀法制備鎳鐵氧體納米顆粒,并與氧化鋅納米顆粒混合高溫?zé)Y(jié),發(fā)現(xiàn)界面鎳鋅鐵氧體相的形成改善了復(fù)合納米顆粒的高頻性能。通過控制復(fù)合材料的比例,得到了質(zhì)量比70%的鎳鐵氧體復(fù)合材料的高頻性能最佳的結(jié)論。通過對納米顆粒的高頻磁性研究,表明材料納米化可以改善高頻性能。2.基于納米結(jié)構(gòu)可優(yōu)化高頻磁性參數(shù)的結(jié)論,通過磁控濺射制備鎳鐵氧體薄膜,研究其室溫條件下的成相規(guī)律。發(fā)現(xiàn)通過控制磁控濺射的氣壓和靶距等參數(shù),鎳鐵氧體薄膜不需要傳統(tǒng)的高溫?zé)Y(jié)就可以在室溫下直接成相,提出了室溫原位制備成相良好的鎳鐵氧體薄膜的方法,這對器件的產(chǎn)業(yè)化有重要意義。3.應(yīng)用鐵氧體薄膜室溫成相技術(shù),生長了不同厚度的鎳鐵氧體薄膜,發(fā)現(xiàn)薄膜生長剛開始時(shí),由于襯底與鐵氧體晶體間有很大的晶格失配,導(dǎo)致晶粒的不規(guī)則生長,晶粒尺寸變小,使較薄厚度(10 nm)的薄膜在室溫下處于超順磁態(tài)。研究結(jié)果對提高超薄鐵氧體薄膜的靜磁性能有指導(dǎo)作用。4.基于雙各向異性模型調(diào)控共振頻率的理論,在鈮鎂酸鉛鈦酸鉛(PMN-PT)單晶壓電基底上成功制備了具有面內(nèi)磁各向異性的鎳鋅鐵氧體薄膜樣品,并依靠磁電耦合效應(yīng),通過PMN-PT在電場下的各向異性應(yīng)力調(diào)節(jié)鎳鋅鐵氧體薄膜的各向異性大小和方向,發(fā)現(xiàn)通過磁電耦合能提高鎳鋅鐵氧體薄膜的共振頻率。5.鎳鋅鐵氧體薄膜具有高的電阻率,通過研究不同制備條件下的電阻率觀察到了電阻轉(zhuǎn)變效應(yīng),并探索了退火溫度、外加磁場以及電形成限制電流對阻變效應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)通過控制退火溫度和電形成電流能使阻變類型在界面型和導(dǎo)電細(xì)絲型之間轉(zhuǎn)變。研究結(jié)果對于兼具電阻與磁記錄能力器件的開發(fā)有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：鎳鋅鐵氧體薄膜 高頻性能 磁電耦合 阻變效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 軟磁鐵氧體材料的發(fā)展概述10-12
• 1.2 軟磁鐵氧體薄膜的制備技術(shù)12-17
• 1.3 鎳鋅鐵氧體薄膜的研究背景及意義17
• 1.4 本論文的研究意義和主要研究內(nèi)容17-19
• 參考文獻(xiàn)19-22
• 第二章 鐵氧體的基本理論、制備技術(shù)以及表征方法22-31
• 2.1 尖晶石型鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)22
• 2.2 尖晶石型鐵氧體的磁性來源22-23
• 2.3 鐵氧體薄膜樣品的磁控濺射制備23-27
• 2.3.1 濺射平臺(tái)介紹23-24
• 2.3.2 基片的選擇與清潔24-25
• 2.3.3 抽真空25
• 2.3.4 磁控濺射制備薄膜的生長過程25-26
• 2.3.5 掩模板的使用26-27
• 2.4 樣品的表征27-30
• 2.4.1 X射線衍射儀(XRD)27-28
• 2.4.2 振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)28
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)28
• 2.4.4 表面輪廓分析儀(臺(tái)階儀)28-29
• 2.4.5 阻變測試系統(tǒng)29-30
• 參考文獻(xiàn)30-31
• 第三章 鎳鐵氧體納米顆粒的制備與高頻性能31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 鎳鐵氧體納米顆粒的制備和性能表征31-34
• 3.2.1 化學(xué)共沉淀法制備鎳鐵氧體納米顆粒32-33
• 3.2.2 鎳鐵氧體納米顆粒的結(jié)構(gòu)和形貌表征33-34
• 3.3 氧化鋅摻雜鎳鐵氧體對其微波吸收性能的改善34-41
• 3.3.1 鎳鐵氧體與氧化鋅的復(fù)合35-36
• 3.3.2 鎳鐵氧體與氧化鋅的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和磁性表征36-38
• 3.3.3 鎳鐵氧體與氧化鋅的復(fù)合物的高頻性能測試38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 參考文獻(xiàn)42-43
• 第四章 鎳鐵氧體薄膜的室溫磁控濺射制備43-66
• 4.1 引言43
• 4.2 鎳鐵氧體靶材的制備43-46
• 4.2.1 鎳鐵氧體粉末的制備44
• 4.2.2 鎳鐵氧體濺射靶材的燒制44-45
• 4.2.3 靶材的結(jié)構(gòu)與磁性測試45-46
• 4.3 鎳鐵氧體濺射鍍膜成相研究46-56
• 4.3.1 靶距對樣品成相的影響47-49
• 4.3.2 氣壓對樣品成相的影響49-52
• 4.3.3 靶距和氣壓對樣品磁性的影響52-54
• 4.3.4 靶距對樣品微觀結(jié)構(gòu)的影響54-56
• 4.4 鐵氧體薄膜的生長、結(jié)構(gòu)以及磁性56-64
• 4.4.1 樣品的制備57
• 4.4.2 樣品的結(jié)構(gòu)表征57-58
• 4.4.3 轉(zhuǎn)角度ESR的測量58-59
• 4.4.4 樣品的磁性及表面形貌表征59-63
• 4.4.5 樣品的TEM測試63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 參考文獻(xiàn)65-66
• 第五章 鎳鋅鐵氧體薄膜磁性的壓電調(diào)控66-76
• 5.1 引言66
• 5.2 鎳鋅鐵氧體薄膜各向異性的壓電調(diào)控66-71
• 5.2.1 鎳鋅鐵氧體薄膜/PMN-PT復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備67
• 5.2.2 鎳鋅鐵氧體薄膜磁滯回線的壓電響應(yīng)67-68
• 5.2.3 鎳鋅鐵氧體薄膜各向異性的壓電響應(yīng)68-71
• 5.3 鎳鋅鐵氧體薄膜高頻性能的壓電調(diào)控71-72
• 5.3.1 樣品的制備71-72
• 5.3.2 樣品的磁譜隨電壓的變化72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 第六章 鎳鋅鐵氧體薄膜的電學(xué)性質(zhì)與阻變特性76-88
• 6.1 引言76-77
• 6.2 鎳鋅鐵氧體薄膜的阻變效應(yīng)77-86
• 6.2.1 鎳鋅鐵氧體阻變器件的制備和測試77
• 6.2.2 退火溫度對鐵氧體阻變效應(yīng)的影響77-80
• 6.2.3 外磁場對鐵氧體阻變效應(yīng)的影響80-83
• 6.2.4 電形成電流對鐵氧體阻變效應(yīng)的影響83-86
• 6.3 本章小結(jié)86-87
• 參考文獻(xiàn)87-88
• 第七章 結(jié)論與展望88-90
• 7.1 本論文的主要結(jié)論88-89
• 7.2 對未來研究工作的展望89-90
• 附錄 A 錳鐵氧體顆粒的制備以及其熱穩(wěn)定性的研究90-101
• A1 錳鐵氧體前驅(qū)物的制備90-91
• A2 錳鐵氧體的燒制91-93
• A3 低溫共沉淀法制備錳鐵氧體93-96
• A4 錳鐵氧體顆粒的熱穩(wěn)定性96-99
• A5 本章小結(jié)99-100
• 參考文獻(xiàn)100-101
• 在學(xué)期間的研究成果101-104
• 一、發(fā)表論文101-102
• 二、主持課題102
• 三、參與課題102-104
• 致謝104

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 華杰;劉梅;徐仕，

本文編號：705815