MnZn鐵氧體薄膜制備及其γ輻射效應(yīng)研究.pdf

1、隨著航空航天的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開始研究薄膜的輻射穩(wěn)定性，分析輻射導(dǎo)致器件失效的機(jī)理，尋找提高抗輻射能力的方法。MnZn薄膜屬于尖晶石結(jié)構(gòu)，具備高飽和磁化強(qiáng)度Ms等特點(diǎn)，在器件中引入MnZn薄膜能減小器件的體積，促進(jìn)器件的小型輕量化發(fā)展。通過研究制備 MnZn薄膜的工藝，最終制備出性能優(yōu)異的薄膜，使 MnZn薄膜更加靈活的運(yùn)用于電感器、變壓器、磁記錄材料等微電子器件。由于 MnZn薄膜表面具有納米級顆粒，在航空航天環(huán)境中薄膜受到輻射的

2、影響將不同于塊材材料，這將極大影響到器件的可靠性、壽命等。由于γ輻射會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生缺陷，MnZn薄膜在γ輻射條件下，微觀結(jié)構(gòu)和磁性性能會(huì)受到一定影響。研究不同總劑量、不同劑量率γ輻射對薄膜性能的影響，對 MnZn薄膜運(yùn)用于航空航天具有重要意義。
　　首先，論文從薄膜制備工藝入手，研究磁控濺射系統(tǒng)中濺射功率、濺射氣壓、基片溫度、基片種類對MnZn薄膜性能的影響。結(jié)果表明：在濺射功率160 W、適宜的濺射氣壓0.6 Pa、單晶Si（

3、100）基片上制備得到的薄膜具有較優(yōu)的磁性性能與微觀結(jié)構(gòu)，其磁化強(qiáng)度為192 kA/m，可用于后續(xù)退火及輻射研究。
　　接著，研究常壓退火和真空退火下薄膜性能的變化。結(jié)果表明，真空退火后薄膜磁性能大為提高，在真空中薄膜的最佳退火溫度點(diǎn)為550℃。在真空退火下模擬研究不同保溫時(shí)間薄膜的晶粒生長動(dòng)力學(xué)，研究結(jié)果表明：真空退火溫度為550℃，保溫時(shí)間為（0-30 min）時(shí)，其 TPRE晶粒生長動(dòng)力學(xué)方程為：exp(5.6104/)9.

4、309.3 RTGn G Kt????。
　　最后，研究不同總劑量和不同劑量率γ輻射對 MnZn薄膜性能的影響。研究結(jié)果表明：薄膜磁化強(qiáng)度、晶格常數(shù)、晶粒尺寸隨著γ輻照的總劑量的增加而減小，在總劑量25×104 Gy輻照下，磁化強(qiáng)度降低、晶格常數(shù)減小、晶粒尺寸減小、表面粗糙度增大。不同劑量率γ輻照下薄膜磁化強(qiáng)度降低，劑量率為38 Gy/min時(shí)，薄膜磁化強(qiáng)度降低3％，劑量率為152 Gy/min時(shí)，薄膜磁化強(qiáng)度降低33.3%。分析