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高频软磁薄膜的研究现状

时间:2021-05-19 22:56来源:毕业论文
早期对高频软磁材料的研究主要集中在铁氧休和坡莫合金方面。铁氧体是一种亚铁磁性材料,具有很高的电阻率,在MHz下可以有效的抑制涡流损耗,但因其饱和磁感应强度较低(室温下

早期对高频软磁材料研究主要集中在铁氧休和坡莫合金方面。铁氧体是一种亚铁磁性材料,具有很高的电阻率,在MHz下可以有效的抑制涡流损耗,但因其饱和磁感应强度较低(室温下<0.5T),所以在高频下磁导率很低,如NiZn铁氧体在100 MHz下磁导率只有11左右。Ni含量~80%的坡莫合金(Permalloy)被首先应用于薄膜磁头中,其饱和磁感应强度为1T,此后在Ni含量~45%的坡莫合金中也获得了较好的软磁性,并且饱和磁感应强度提高到1.6 T。由电沉积制得的Ni80Fe20以及Ni45Fe55在工业上得到了广泛的应用[3]。但由于坡莫合金在一般情况下各向异性场较小,在高频使用下仍然受到限制。67159

20世纪七八十年代,基于溅射技术的Co基非晶软磁薄膜成为研究热点并且迅速得到推广应用[4-5]。这类非晶软磁材料通常具有较高的饱和磁化强度、高的电阻率以及良好的耐腐蚀特性,但其热稳定性相对较差,同时其饱和磁化强度仍不够高。纳米晶软磁材料的发现,极大地改善了软磁材料的性能。1988年,Yoshizawa[6] 等人报道了新型的非晶纳米晶两相结构的Fe-Si-B-Nb-Cu软磁材料(商品名为FINEMET),该材料具有低的矫顽力、高的磁导率以及较高的饱和磁感应强度,由此开启了纳米晶软磁材料研发的序幕。基于Fe-M-B-Cu (M=Zr、Nb、 Hf等)的软磁材料(商品名为NANOPERM)具有小的磁致伸缩系数和高的磁导率。与传统的软磁材料相比,FINEMET与NANOPERM软磁材料虽在常温下具有优良的软磁特性,但只能在200℃以下应用,高温环境将失去软磁性能。而基于Fe(Co)-M-B-Cu(M = Zr、Nb、Hf等)的软磁材料(商品名为HITPERM)具有非常高的饱和磁感应强度(1.6-2.1T)。起初,HITPERM的成分为Fe44Co44Zr7B4Cu1,由Williard[7] 等人于1998年报道。Co元素的添加使得材料的居里温度提高,较FINEMET与NANOPERM有更好的高温磁特性。论文网

    近年来,以Fe基和Co基为主体的Fe(Co)-M-O(M=Al,Hf,Zr,Si,Cr等非磁性材料)氧化物纳米颗粒膜,由于其优异的软磁特性和高频特性而成为研究的热点。这种纳米颗粒膜由磁性金属和非磁性绝缘介质组成,因而具有高的饱和磁化强度以及高的电阻率。Fe基颗粒膜具有高的饱和磁化强度,Co基颗粒膜的饱和磁化强度虽然比Fe基低,但具有相对较高的磁各向异性场,使得其具有较为优异的高频特性。

FeCo基磁性薄膜因其具有非常高的饱和磁化强度,作为高频软磁薄膜材料具有极大的优势。FeCo合金具有最大的原子磁矩~2.5  ( 为波尔磁子)。Fe65Co35成分CoFe合金靶和氧化铝陶瓷靶共溅的方法制备的Co72Fe17Al11O有4 Ms= 16 kG、 = 94 cm、 > 300( < 2GHz)、 > 2.0 GHz;Sohn[9] 等人采用反应溅射的方法制备出的Co6lFe27Al12Ox薄膜具有优异的软磁性能和高频特性,4 Ms = 16 kG、Hce = 1.25 Oe、Hk= 45 Oe、 = 2.3 GHz;Kiyota[10]等人采用对象靶溅射的方法制备出的纳米晶FeCoC软磁薄膜,薄膜的磁性为4 Ms = 24 kG、Hk = 200 Oe、  = 80 cm、 = 4.5 GHz;Yao[11]等人制备的(Fe65Co35)x(MgF2)1-x,当x = 0.62时,4 Ms =11.5 kG、Hce = 7.2 Oe、 Hch = 0.6 Oe、  = 2.53 cm、 ~100(f< lGHz) 、 = 2.35 GHz。此外,还有很多关于FeCo基高频软磁薄膜的报到,如FeCoAlN[12],FeCoB[13],FeCoHf [14],FeCoHfO[15],FeCoNiB[16]等等。

高频软磁薄膜的研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_75257.html
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