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Fe065Co035xNi05Zn05Fe2O4100x复合薄膜的结构和磁学性质研究

发布时间:2019-05-28 21:07 来源:未知 编辑:admin

  (Fe 0.65 Co 0.35 ) x @(Ni 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ) 100-x 复合薄膜的结构和磁学性质研究 王俊宝 王来森 张钦福 彭栋梁 厦门大学材料学院材料科学与工程系,厦门 361005 近年来,由于电磁器件的高频化、微型化和集成化的需求,高频软磁薄膜材料引起了广泛关注。NiZn 铁氧体薄膜以其高电阻率、高稳定性等特性在高频应用方面显示出很大的潜力,然而由于 NiZn铁氧体饱和磁化强度较低使其不能在 GHz 频率段内保持较高的磁导率 [1] 。因此,在维持其高电阻率的前提下,通过复合高饱和磁化强度的纳米颗粒来提高 NiZn 铁氧体的饱和磁化强度的方法可能是改善其高频软磁...

  (Fe 0.65 Co 0.35 ) x @(Ni 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ) 100-x 复合薄膜的结构和磁学性质研究 王俊宝 王来森 张钦福 彭栋梁 厦门大学材料学院材料科学与工程系,厦门 361005 近年来,由于电磁器件的高频化、微型化和集成化的需求,高频软磁薄膜材料引起了广泛关注。NiZn 铁氧体薄膜以其高电阻率、高稳定性等特性在高频应用方面显示出很大的潜力,然而由于 NiZn铁氧体饱和磁化强度较低使其不能在 GHz 频率段内保持较高的磁导率 [1] 。因此,在维持其高电阻率的前提下,通过复合高饱和磁化强度的纳米颗粒来提高 NiZn 铁氧体的饱和磁化强度的方法可能是改善其高频软磁性能的有效途径之一。 与传统的共溅射制备复合薄膜的方法不同,我们利用纳米粒子束流复合沉积系统(图 1)将由惰性气体冷凝法制备的 Fe 0.65 Co 0.35 纳米颗粒(FeCo)原位封装到由常规磁控溅射制备的 NiZn 铁氧体薄膜中来制备(Fe 0.65 Co 0.35 ) x @(Ni 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ) 100-x 二元磁性复合薄膜,其中 NiZn 铁氧体的组成成分维持不变。通过改变挡板开口的大小,制备出了一系列不同 FeCo 的含量的复合薄膜,并利用各种表征手段对其微观结构和磁学性质进行了系统地研究。 图 2 给出的是 FeCo 含量(x)对二元磁性复合薄膜的饱和磁化强度(M s )和矫顽力(H c )的影响。从图中可以看出,复合薄膜的 M s 随着 FeCo 含量的增加而逐渐增加,H c 呈复杂的变化关系,在24.5 %处呈现一个极小值。随后我们将这些薄膜样品在大气中不同温度(200-1000 o C)下进行了退火处理。对比发现 600 o C 退火处理的二元磁性复合薄膜显示出较好的综合性能,此时纯 NiZn 铁氧体的 M s 为 92.5 emu/cm 3 ,H c 为 45 Oe,而 x=24.5 的复合薄膜的 M s 为 297 emu/cm 3 (M s 达到了块状NiZn 铁氧体的 75%),且 H c 下降至 26.3 Oe。实验结果表明,通过复合高饱和磁化强度的 FeCo 纳米粒子的途径,可以显著提高 NiZn 铁氧体薄膜的饱和磁化强度并改善软磁性能。 图 1. 纳米粒子束流复合沉积系统示意图 图 2. M s 和 H c 随 FeCo 含量 (x) 的变化曲线 本文得到国家自然科学基金(51171158)及国家重点基础研究发展规划项目(2012CB933103)的资助。 参考文献 [1] J.L. SNOEK, Gyromagnetic Resonance in Ferrites, Nature, 160 (1947) 90. 第十五届全国磁学和磁性材料会议论文集 205

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