FeCoB-CoFe2O4顆粒膜的軟磁和高頻特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代軍事探測技術(shù)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，高頻段的吸波材料受到社會各界廣泛關(guān)注。首先，軍事方面的探測技術(shù)，尤其是雷達(dá)的吸波材料引起了研究者們的濃厚興趣;同時，在微波通訊頻率逐漸提高中，電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾以及電磁輻射越來越嚴(yán)重，探索這種能吸收高頻段的材料已經(jīng)迫在眉睫。為了能突破Snoek極限的限制，也就是提高自然共振頻率與磁導(dǎo)率的乘積，可以利用金屬-絕緣體顆粒膜同時具有強(qiáng)的形狀各向異性和較高的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)等特點(diǎn)，設(shè)計和探索較高

2、飽和磁化強(qiáng)度和高復(fù)磁導(dǎo)率以及高體電阻率(ρ)的材料。
　　各向異性類吸收劑受到廣泛關(guān)注，其中金屬-絕緣體磁性顆粒膜具備強(qiáng)形狀各向異性、可調(diào)控的面內(nèi)各向異性、非晶或納米晶結(jié)構(gòu)、高飽和磁化強(qiáng)度(Ms)、較高復(fù)磁導(dǎo)率（(μ)）和相對較高體電阻率(ρ)。通過結(jié)構(gòu)以及成分的調(diào)節(jié)，有望突破Snoek極限。磁性顆粒膜的吸收頻率段是對應(yīng)于雷達(dá)的低頻率段，正好是傳統(tǒng)的雷達(dá)吸波材料的較為薄弱環(huán)節(jié)，所以，金屬-絕緣體的磁性顆粒膜具有很大的探索價值。制備

3、的顆粒膜的復(fù)磁導(dǎo)率明顯高于傳統(tǒng)的吸波材料，說明薄膜具備較好衰減特性，同時保證電阻率不顯著降低，因?yàn)楦唠娮杪誓苡行б种茰u流電流，使其能滿足吸波材料的阻抗匹配特性。
　　針對以上問題，本文進(jìn)行薄膜結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計，采用磁控共濺射法制備顆粒膜、成分梯度膜，并對微結(jié)構(gòu)、靜態(tài)磁性、高頻性能等進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容和主要研究結(jié)果如下:
　　1.通過磁控濺射的方法，用聚酰亞胺Kapton作為襯底，共濺FeCoB靶、CoFe2O4靶制備厚度不同的

4、FeCoB-CoFe2O4顆粒膜，磁性CoFe2O4絕緣材料替代非磁性絕緣材料，提高薄膜的飽和磁化強(qiáng)度。
　　2.通過XRD測試，表明制備得到的顆粒膜是非晶態(tài)，或納米晶態(tài)，B元素?fù)诫s以及CoFe2O4的隔離，抑制了薄膜中FeCoB晶粒生長;AFM測得結(jié)果表示薄膜的表面粗糙度相對較小。隨著薄膜厚度的增加，矯頑力減小，電阻率減小，共振特性增強(qiáng)。在較低的Ar氣壓下制得的薄膜具有明顯面內(nèi)各向異性。Ar氣壓在0.3Pa時制備的250nm的F

5、eCoB-CoFe2O4顆粒膜具有較好軟磁特性(Ms～999.2emu/cm3，Hce～2.79Oe)、相對較高的ρ(～0.3mΩ·cm)和較大的(μ)（μi'=115.3，μmax"=411.4）。
　　3.用聚酰亞胺為襯底，制備在薄膜厚度方向的成分梯度顆粒膜。通過成分設(shè)計和層數(shù)優(yōu)化，制備出具有明顯的面內(nèi)各向異性和較好的軟磁特性的FeCoB-CoFe2O4成分梯度顆粒膜。它保持較高的M。為962.7emu/cm3;同時電阻率ρ高