YIG-鐵電層狀磁電耦合結(jié)構(gòu)中的靜磁自旋波特性研究.pdf

1、隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，微波信號處理器件在被廣泛應(yīng)用的同時，其要求也在不斷提升，譬如既可以實現(xiàn)寬頻帶的調(diào)節(jié)又可以實現(xiàn)小范圍精細調(diào)節(jié)的磁電雙可調(diào)微波器件得到了越來越多的重視。相對于其他實現(xiàn)方式，靜磁波器件以其頻率高、損耗低、體積小、方便集成等優(yōu)點吸引了眾多的研究者，而如何充分利用鐵磁材料激勵出的靜磁波的慢波特性，在實現(xiàn)磁場調(diào)節(jié)的同時實現(xiàn)工作頻率等指標(biāo)的電控可調(diào)，成為了相關(guān)研究課題中的熱點。
　　針對這一具有重要研究價值的課題，本

2、論文以靜磁表面波器件的研究設(shè)計和層狀磁電耦合結(jié)構(gòu)應(yīng)用基礎(chǔ)研究為重點，采用了理論計算與實驗測試共同推進的研究模式。研究首先從靜磁波的基本理論入手，建立靜磁表面波激勵和傳輸?shù)挠嬎隳Ｐ?，通過靜磁近似得出了靜磁表面波的色散方程，利用數(shù)學(xué)軟件對其色散特性進行了分析，為設(shè)計制作可實現(xiàn)磁控調(diào)節(jié)的微波器件積累了理論依據(jù)；同時本文還研究了YIG薄膜與鐵電材料層狀結(jié)構(gòu)的磁電耦合效應(yīng)，通過本構(gòu)方程和邊界條件計算得到了磁電耦合系數(shù)，為使用層狀結(jié)構(gòu)的靜磁波器件實

3、現(xiàn)電控可調(diào)提供了理論支持。基于上述研究，本文通過計算輻射電阻以及對換能器的設(shè)計，利用厚度為20μm的YIG薄膜和PMN-PT壓電陶瓷制作了一種磁電雙可調(diào)MSW延遲線，要求實現(xiàn)中心頻率在4.5～6.5GHz范圍內(nèi)以及群延時達到30～50ns范圍內(nèi)的磁控可調(diào)，同時滿足電場對器件延時特性的小范圍精細調(diào)節(jié)。經(jīng)過實際測試，結(jié)果與理論基本一致，在工作頻率范圍內(nèi)，磁場每30Oe的變化會導(dǎo)致中心頻率約100MHz的漂移，在中心頻率附近，群延時實現(xiàn)了20