NiZn鐵氧體薄膜性能影響因素研究.pdf

1、NiZn鐵氧體薄膜具有電阻率高、居里溫度高、溫度系數(shù)低、高頻性能良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于平面電感器、微型變壓器、電磁干擾抑制器等方面。本論文主要研究了ZnFe2O4緩沖層、基片種類(lèi)及Mn取代對(duì)NiZn鐵氧體薄膜微觀結(jié)構(gòu)與磁性能的影響。
　　采用射頻磁控濺射法制備 NiZn鐵氧體薄膜和ZnFe2O4鐵氧體緩沖層。采用Philips X’Pert Pro MPD型X射線衍射儀（X-ray Diffractometer，XRD）分析薄膜和

2、靶材樣品的物相結(jié)構(gòu)；采用RiKen Denshi Co.IBHV-525型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（Vibrating Sample Magnetometer，VSM），測(cè)試薄膜樣品的磁性能，用巖崎SY-8232 B-H分析儀測(cè)試靶材樣品的磁性能；采用SPA-300HV型原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM），測(cè)試薄膜樣品的表面形貌，用Joel JSM-6490LV掃描電子顯微鏡（Scanning Electron

3、 Microscope，SEM）觀察靶材樣品的斷面形貌。
　　本文首先研究了ZnFe2O4鐵氧體緩沖層在不同退火溫度下的相結(jié)構(gòu)，確定了合適的退火溫度。然后在不同厚度的ZnFe2O4鐵氧體緩沖層上沉積了Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4鐵氧體薄膜，并在不同的溫度下進(jìn)行退火。在Si(100)，Si(111)，MgAl2O4(100)，MgAl2O4(111)，MgO(100)基片上沉積Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2

4、O4鐵氧體薄膜，并研究其性能。最后論文探討了Mn取代對(duì)NiZn鐵氧體靶材以及薄膜性能的影響，并研究了薄膜的退火工藝。
　　結(jié)果表明：800℃退火時(shí)，隨著 ZnFe2O4鐵氧體緩沖層厚度的增加，Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4鐵氧體薄膜的飽和磁化強(qiáng)度Ms先增加后降低，矯頑力 Hc逐漸降低，當(dāng)ZnFe2O4緩沖層厚度為40nm，Ms達(dá)到最大值，最大值為379 kA/m；基片 MgAl2O4(111)上沉積的Ni0.45Zn

5、0.5Mn0.05Fe2O4鐵氧體薄膜有較大的Ms（385kA/m），基片MgO(100)上沉積的薄膜有較低的Hc（1.75kA/m）；隨著Mn取代量的增加，Ni0.5-xZn0.5MnxFe2O4鐵氧體薄膜Ms先增大后減小，當(dāng)取代量x=0.15，Ms有最大值（453kA/m），Hc逐漸減??；Ni0.45Zn0.5Mn0.05Fe2O4鐵氧體薄膜隨著退火溫度的升高，Ms和Hc均逐漸增大，隨著保溫時(shí)間的加長(zhǎng)Ms先增大后減小，Hc先減小后增