射頻磁控濺射法高質(zhì)量YIG薄膜的制備與研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微波技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于通訊系統(tǒng)核心部分中的微波鐵氧體器件在移動通訊中起到了不可或缺的作用。這些微波器件都是建立在具有一定磁性，高電阻率的微波鐵氧體材料基礎(chǔ)上。在眾多微波鐵氧體中，釔鐵石榴石（YIG）因其具有良好的旋磁效應(yīng)、高電阻率和低共振線寬等特點而得到廣泛的應(yīng)用。隨著單片微波集成電路(MMIC)的發(fā)展，器件的小型化、薄膜化成為了當(dāng)今微波器件發(fā)展的必然趨勢。
　　本文采用射頻磁控濺射法在MgO襯底上成功的制備了YIG鐵氧體

2、薄膜和厚膜，研究了濺射氣壓、濺射功率和氧分壓對YIG薄膜性能的影響，研究了退火溫度、退火時間和降溫速率對YIG厚膜性能的影響。最后將薄膜厚膜放在一起，研究了不同膜厚對YIG薄膜性能的影響。利用SEM、Profilometer、XRD和VSM等測試手段對YIG薄膜和厚膜的表面形貌、表面粗糙度、結(jié)晶性以及磁性能進行了研究與理論分析。
　　研究結(jié)果表明：濺射參數(shù)對YIG薄膜的性能影響較大。沉積速率都是隨著濺射氣壓和功率的增大而先增大后減

3、小，但是YIG薄膜的表面粗糙度隨著濺射功率的增加而增大，隨著濺射氣壓的增大而減小。當(dāng)濺射功率200W、濺射氣壓1.5Pa、純氬氣條件下在MgO襯底上沉積的YIG薄膜表面平整致密，顆粒大小均勻，結(jié)晶性好，飽和磁化強度達(dá)到了133emu/cm3，接近YIG塊材的理論值。
　　在退火工藝上，退火溫度和退火時間決定了YIG厚膜的結(jié)晶程度和晶粒的大小，降溫速率決定了膜的開裂程度。當(dāng)退火溫度為700℃，退火時間為4h，降溫速率為0.5℃/mi