磁性功能材料及應(yīng)用梁迪飛(211樓401dflianguestcedu電子薄膜與集成器件國家重點實驗室微電子與固體電子學(xué)院)域磁性功能材料及應(yīng)用1磁性功能材料及應(yīng)用·Part1緒論·Part2磁電子學(xué)材料及應(yīng)用·Part3軟磁材料及應(yīng)用Part4永磁材料及應(yīng)用Part5旋磁鐵氧體材料及其應(yīng)用Part6電磁波吸收材料的發(fā)展及其在EMC中的應(yīng)用磁性功能材料及應(yīng)用2第五章旋礅鐵氧體村料概述:什么是旋磁材料?→靜態(tài)H0,h()=0,B=pH,p為實數(shù);動態(tài)交變場(高頻軟磁):H=0,h(o)0,B=pH,p為復(fù)數(shù);交變場+恒磁場(旋磁00-56000H):H≠0,h(o),p為張量;旋磁鐵氧體(又稱微波鐵氧體)是指適用于微波頻段的旋磁媒質(zhì)。旋磁鐵氧體在微波技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用,利用其旋磁特性及非線性效應(yīng)等可制成多種鐵氧體器件(如隔離器、相移器、環(huán)行器、調(diào)制器等線性器件;振蕩器、倍頻器、限幅器、放大器等非線性器件軸屬福第五章旋礅鐵氧體村料3磁動力學(xué)方程gm,,sh=△wngn/BEgndM=MK×1mygu/h)域磁動力學(xué)方程4dt磁化強度在進動時遇到的阻尼作用是M.xh個極為復(fù)雜的物理過程,微觀機理不是十分清楚,宏觀表達式目前主要有以下三種形式(1)蘭道利弗雪茲型知y(2)布洛赫布洛因伯根型IMAnncein(3)吉爾伯特型adn)域dt5§5-1旋磁鐵氧體材料的基本要求高的旋磁特性,低的損耗,寬的頻率范圍,高的功率負(fù)荷以及良好的溫度穩(wěn)定性一、飽和磁化強度Ms1.4πMs(幾百~幾千高斯)越大,旋磁作用越強。有利于縮小器件的體積張量磁化率:X=[om(o+io)]/[(o+jor)2.021Xk=Omo/(orjor)-a101=yHi;ay=ao(弛豫);m=4πMs;∵阻力矩促使進動迅速衰減要達到進動加大功率oh由上式可知x,x都與4Ms有關(guān),當(dāng)4mMs↑→ωn個→x,x個→旋磁作用↑)域§5-1旋磁鐵氧體材料的基本要求624πMs高,將易于使鐵氧體要微波訊號作用下出現(xiàn)低場損耗(自然共振)對于多晶材料由于晶界及疇壁的退磁場作用然共振角頻率o自:HK<o自<y(HK+4rMs)隨4Ms↑→o自個,①工作=H接近o而產(chǎn)生低場損耗對于低場器件,應(yīng)用低4Ms使白<作;作O3此外,4πMs大小還將影響恒磁場、應(yīng)用功率hc)、樣品形狀等因此選擇4mMs應(yīng)全面考慮圖2.6,1不寫M,材料的損耗隨恒場H的變化韭線種紱女24πMs高,將易于使鐵氧體要微波訊號作用下出現(xiàn)低場損耗(自7二、鐵磁共振線究△H定義當(dāng)∞一定調(diào)節(jié)外加磁場產(chǎn)生鐵磁共振,則代表損耗的磁導(dǎo)率虛部μ達到最大p"mx,這種現(xiàn)象稱為鐵磁共振。當(dāng)μ"=(12)μ"mx所對應(yīng)兩個磁場分別為Ha和Hb,則定義△H=Ha-Hb為鐵磁共振吸收線寬1.△H愈窄諧振點吸收愈大如諸振式隔離器的優(yōu)值(4or△H)2;遠(yuǎn)離諧振點,吸收往往愈小(與電損耗有關(guān))即尾巴小,因此希望△H小好但如應(yīng)用個,H大如3公分(=cλ=101Hz)低場器件,△H較寬,也無多大影響,因隨個諧振H↑諧振峰遠(yuǎn)離低場區(qū)3.一般△H小,可降低磁損耗,但也與器件的其它性能有關(guān);圖2,6,2工作頻率對損耗的影響4對于遠(yuǎn)離共振區(qū)的器件,可用△Hm電↓神女二、鐵磁共振線究△H8三、電阻率p和介電損耗tge在總損耗中除磁損耗外還包括材料的介電損耗(傳導(dǎo)損耗和極化損耗),均與Fe2+有關(guān)↓→p↑-→tg8↓介電損耗:tg8∝1即;實際上可用直流電阻率p或20MH時測tg8來衡量旋磁鐵氧體的介電損耗,也采用在微波頻率『直接測tg8四、居里溫度T居里溫度影響微波鐵氧體的溫度穩(wěn)定性在高功率或高溫環(huán)境中應(yīng)用時,必須考慮材料的居里溫度。大多數(shù)單元石榴石的居里溫度都在550-560K左右。)域三、電阻率p和介電損耗tge9五、自旋波線寬(自旋波損軛的參量)定義:波數(shù)k的自旋波(波取向的波數(shù),由于阻尼作用其振幅將衰減當(dāng)振幅衰減至le(起始振幅)所需時間-自旋波弛豫時間τ,△Hk=2ytK用△Hk表k=0(均勻一致進動)的自旋波線寬,即材料的本征線寬(不由自旋波雜質(zhì)引起),即由SL-耦合作用引起的損耗;可作為材料承受功率高低的標(biāo)準(zhǔn)之六、基本磁化曲線及磁滯回線對于在低場區(qū)應(yīng)用的旋磁材料,可能由于磁化尚未飽和,材料的磁化強度將信賴于外加恒磁場,其變化關(guān)系即為靜態(tài)基本磁化曲線。在此情況下,基本磁化曲線是旋磁材料的一個指標(biāo)。)域五、自旋波線寬(自旋波損軛的參量)10磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件11磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件12磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件13磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件14磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件15磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件16磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件17磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件18磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件19磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件20磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件21磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件22磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件23磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件24磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件25磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件26磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件27磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件28磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件29磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件30磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件31磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件32磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件33磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件34磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件35磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件36磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件37磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件38磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件39磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件40磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件41磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件42磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件43磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件44磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件45磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件46磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件47磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件48磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件49磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件50磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件51磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件52磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件53磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件54磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件55磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件56磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件57磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件58磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件59磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件60磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件61磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件62磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件63磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件64磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件65磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件66磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件67磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件68磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件69磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件70磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件71磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件72磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件73磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件74磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件75磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件76磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件77磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件78磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件79磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件80磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件81磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件82磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件83磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件84磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件85磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件86磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件87磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件88磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件89磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件90磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件91磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件92磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件93磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件94磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件95磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件96磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件97磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件98磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件99磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件100磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件101磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件102磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件103磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件104磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件105磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件106磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件107磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件108磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件109磁性功能材料及應(yīng)用56等120張課件110磁性功能材料及應(yīng)