磁性薄膜及其复合结构高频特性研究进展

主要对国内外近年来在铁磁纳米薄膜及其复合结构的高频特性方面的最新研究成果做了较为系统的总结。从铁磁单层膜、复合多层膜、纳米薄膜对高频电磁场的响应机制和理论及计算模拟、薄膜高频电磁特性的测量技术几方面做了分析和总结。     

脉冲激光沉积技术在磁性薄膜制备中的应用

脉冲激光沉积制膜（PLD）是近年来迅速发展起来的制膜新技术，首先简要介绍了脉冲激光沉积技术的原理、特点和优势以及在磁性功能薄膜研究中的应用，最后说明了该技术的最新发展趋势。     

高磁损耗型FeCoB-SiO2纳米颗粒膜的微结构与微波电磁特性

采用磁控溅射工艺制备了磁损耗型FeCoB-SiO2磁性纳米颗粒膜。利用X射线衍射仪、扫描探针显微镜、透射电子显微镜观测样品的微结构和形貌特征,采用振动样品磁强计、四探针法、微波矢量分析仪及微带短路扫频测量方法测量薄膜试样的磁电性能和微波磁导率。重点分析了SiO2电介质含量、薄膜微结构对样品电磁性能的影响。结果表明,所制备的FeCoB-SiO2纳米颗粒膜具有良好的软磁性能和高频电磁性能,2GHz时复磁导率实部和虚部均高于80,可以应用于抗电磁干扰和微波吸收材料。     

FeSiAlCr合金/W型六角晶系Ba铁氧体复合粉体的制备及微波特性

以雾化Fe85Si2Al6Cr7粉和溶胶凝胶法制备的W型六角晶系Ba1Co0.9Zn1.1Fe16O27铁氧体粉末为原料,通过高能球磨复合改性得到FeSiAlCr合金/W型六角晶系Ba铁氧体复合粉体。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对该粉体的微结构和形貌进行分析和观察,利用微波矢量网络分析仪系统测定粉体试样在2~18 GHz频段内的复介电常数和复磁导率以及吸波涂层试样板的吸波性能,研究该复合粉体的微波电磁特性和电磁损耗性能。结果表明,FeSiAlCr合金/W型六角晶系Ba铁氧体复合粉体颗粒保持W型铁氧体的六角片状晶粒形貌和微结构;其ε′、ε″、μ′和μ″均高于W型铁氧体而低于Fe合金的对应值;FeSiAlCr合金含量与复合材料的磁损耗和介电损耗的相对强弱密切相关,Fe合金含量适中的复合材料,其吸波涂层厚度为2 mm时,在2~18 GHz全频段的吸波性能高于20 dB,峰值点达50 dB。     

低居里温度CuZnTi磁热铁氧体材料的研制

利用ZnFeO4铁氧体材料居里温度对Zn含量敏感的特点,将其作为主成分,通过Cu、Ti离子掺杂技术调整居里温度并提高材料的温度稳定性.采用传统氧化物工艺制备CuTiZn尖晶石铁氧体材料;采用测量起始磁导率的温变曲线间接测量居里温度的方法,获得了CuTiZn磁热铁氧体材料的居里温度.结果表明,Zn含量增加将使居里温度快速下降;材料成分为Cu.0.45Zn0.55Ti0.03Fei.97O4时居里温度为44.9℃,起始磁导率达852.5,且居里温度点磁导率的变化率达50.3/℃,该组分的CuZnTi铁氧体具有良好的自控温灵敏度,可以用作温热疗法磁热材料.     

一种高灵敏度过温保护电路的设计

提出了一种应用于LED驱动器的过温保护电路。该电路的温度检测模块通过调节电流镜两条支路上的电阻比值来提高温度系数,输出级采用共源共栅结构,具有温度系数高、受工艺参数变化影响小、电压稳定好等优点。基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺,采用Hspice软件对电路进行仿真,结果表明,温度检测模块的工作范围为－45 ℃~135 ℃,CTAT输出电压线性度良好,最大偏差小于2%。当电源电压为5 V时,负温度系数达到11.2 mV/℃,温度感应转变时间小于20 ns;该过温保护电路能较好地抑制电源电压波动引起的阈值点漂移,其漂移系数仿真值小于2.5 ℃/V。     

多铁性材料Bi1-xBaxFeO3的微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了Bi1-xBaxFeO3(x=0.0,0.15,0.25,0.35,0.4),用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了样品的晶体结构、微观形貌,用综合物性测试系统(PPMS)测试了样品的室温磁滞回线,用微波矢量网络分析仪测试了样品在2~18GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率并计算了电磁损耗因子和微波反射率,分析了材料的微波吸收性能和电磁损耗机制。结果表明:Bi1-xBaxFeO3粉晶呈球状,晶体结构为钙钛矿型,呈较弱的铁磁性;当x=0.35、厚度d=2.7mm时,在频率f=10.64GHz位置的吸收峰值为30.43dB,10dB带宽为2.4GHz,微波吸收以介电损耗为主兼具一定的磁损耗。     

稀土元素掺杂对CoFe基非晶薄膜微波磁谱的影响

采用磁控溅射工艺制备了CoFeNbZrRE非晶态薄膜,重点研究了掺杂稀土元素(RE)的种类和掺杂量对薄膜微结构、软磁性能、微波磁导率及其频谱特性的影响。结果表明,少量稀土元素的掺杂对该类薄膜的微结构和软磁性能影响较小,但可增强薄膜磁谱的弛豫性,从而影响其微波磁导率。增加稀土元素的掺杂量能显著提高薄膜的弛豫性和微波磁损耗,且重稀土元素比轻稀土元素表现出更强的弛豫性。适当选取稀土元素的种类和含量,CoFeNbZrRE类非晶态薄膜在吉赫兹微波段复磁导率实部和虚部均可高于100,有望在超薄层吸波材料中获得应用。     

聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料微波吸收特性研究

采用铁氧体和铁合金纳米晶材料组成的磁性吸收剂对回收的聚苯乙烯泡沫塑料进行复合电磁改性处理,得到聚苯乙烯-磁性吸收剂复合材料;使用微波矢量网络分析仪系统测量复合材料试样的复磁导率、复介电常数频谱特性及材料标样的电磁波吸收性能。结果表明,随磁性吸收剂含量增加,复合材料磁性和介电性增强,当磁性吸收剂质量含量达15%(质量分数)时,复合材料具有明显的吸波材料特性,在2～18GHz频段呈现多个共振型电磁能吸收峰,2GHz附近的损耗吸收峰值达-12dB;电磁改性的聚苯乙烯复合材料在原有的隔热、隔音特性基础上可兼具吸波性能,成为一种颇具应用价值的多功能材料。