磁聲表面波磁場傳感器及其制備方法.pdf

1、磁場探測和感知在生產(chǎn)生活和國防安全方面有著重要的意義。本論文針對新進出現(xiàn)的、基于磁電復合材料的弱磁場傳感器的瓶頸問題，研究一種基于聲表面波技術的磁聲表面波傳感器(magnetic surface acoustic wave, MSAW)，該傳感器由ZnO壓電薄膜、FeSiBC非晶軟磁薄膜和叉指換能器組成。ZnO薄膜的優(yōu)點是高度C軸取向、高電阻率、低表面粗糙度，F(xiàn)eSiBC薄膜則具有單軸各向異性、磁致伸縮效應和巨楊氏模量效應，兩者相結合將

2、能夠?qū)崿F(xiàn)磁傳感器微型化、易集成、寬頻探測和高靈敏度的目的。論文的主要研究內(nèi)容包括：
　　一、采用RF磁控濺射方法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上沉積了ZnO壓電薄膜，研究了濺射氣壓、氬氧比、基片溫度、濺射功率和退火工藝對ZnO薄膜結晶結構、電學性能和表面形貌的影響，找到了最佳的制備工藝條件。制備并獲得了高質(zhì)量的ZnO薄膜，其（002）峰的搖擺曲線FWHM為4.185deg，電阻率>109Ω·cm，表面粗糙度<10nm，滿足了MS

3、AW器件的綜合要求。
　　二、采用DC磁控濺射方法在玻璃基片上沉積了FeSiBC非晶軟磁薄膜，研究了氬氣氣壓、濺射功率、薄膜厚度對FeSiBC薄膜矯頑力、剩磁比、單軸各向異性和磁致伸縮系數(shù)等性能的影響。針對MSAW對薄膜厚度的要求，進一步嘗試了一方面在FeSiBC薄膜中間隔地插入Cu層制備夾心薄膜結構，另一方面對薄膜進行磁場退火，結果發(fā)現(xiàn)，夾心薄膜結構能有效改善厚膜的軟磁性能，而磁場退火的作用不大。
　　三、理論分析了雙端聲