金屬磁性薄膜在GHz頻段的磁性調(diào)控.pdf

1、分類號：分類號：密級：密級：研究生學位論文論文題目論文題目金屬磁性薄膜在金屬磁性薄膜在GHz頻段頻段的磁性調(diào)控磁性調(diào)控論文題目論文題目MagicregulationofmetalmagicthinfilmsinGHzb研究生姓名研究生姓名李成毅李成毅學科、專業(yè)學科、專業(yè)物理學物理學凝聚態(tài)物理凝聚態(tài)物理研究方向研究方向磁學與磁性材料磁學與磁性材料學位級別學位級別碩士導師姓名、職稱導師姓名、職稱柴國志柴國志副教授論文工作論文工作起止年月起止

2、年月2014年9月至月至2017年4月論文提交日期論文提交日期2017年5月論文答辯日期論文答辯日期2017年6月學位授予日期學位授予日期2017年6月校址：甘肅省蘭州市校址：甘肅省蘭州市I金屬金屬磁性薄膜在薄膜在GHz頻段頻段的磁性調(diào)控磁性調(diào)控中文中文摘要摘要微波磁性器件要求磁性薄膜在GHz頻段下的磁導率和共振頻率大范圍調(diào)控，并且具有良好的熱穩(wěn)定性?；诖判员∧ぶ泄舱耦l率和磁導率很難實現(xiàn)超大范圍調(diào)控的問題，本論文從LLG方程出發(fā)，結(jié)合

3、Kittel公式和雙各向異性模型等理論公式，分別以CoFeB和CoZr薄膜作為研究對象，利用傾斜濺射調(diào)控了CoFeB薄膜面內(nèi)單軸各向異性，實現(xiàn)了CoFeB磁性薄膜中的共振頻率從S波段到X波段的超寬范圍內(nèi)可調(diào)；利用高溫磁譜測試裝置測試了具有單軸各向異性的CoFeB、CoZr薄膜的磁性參數(shù)隨溫度的變化關(guān)系；通過改變CoZr條紋疇結(jié)構(gòu)薄膜的厚度調(diào)控了條紋疇結(jié)構(gòu)中的交換作用，實現(xiàn)了CoZr條紋疇結(jié)構(gòu)薄膜中光學支共振頻率的調(diào)控。得到的主要創(chuàng)新性結(jié)

4、果如下：1、利用CoFeB的高飽和磁化強度和傾斜濺射調(diào)控面內(nèi)單軸各向異性技術(shù)，實現(xiàn)了CoFeB薄膜軟磁性能在GHz頻段的大范圍調(diào)控。隨著斜濺射角度的增加，薄膜的面內(nèi)單軸各向異性場可從50.1Oe增加到608.7Oe，自然共振頻率可從2.83GHz增加到9.71GHz。2、設(shè)計了一種用于磁性薄膜材料在高溫下磁導率測試的短路微帶線探頭，結(jié)合矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，實現(xiàn)了對磁性薄膜材料在100MHz7GHz范圍內(nèi)室溫到200C的磁導率譜表征。3、通過

5、高溫退火和變溫磁導率譜測試，驗證了CoFeB磁性薄膜在高溫退火后和高溫下仍具有較良好的熱穩(wěn)定性。通過變溫測試，CoZr薄膜的各向異性場從77Oe減小到58Oe，共振頻率從3.01GHz減小到2.71GHz，在室溫到200C的溫度下，仍表現(xiàn)出良好的高頻磁性。4、通過改變CoZr條紋疇結(jié)構(gòu)薄膜的幾何參數(shù)改變了薄膜中磁疇結(jié)構(gòu)的尺寸，從而調(diào)控了薄膜中相鄰磁疇之間的交換作用，實現(xiàn)了薄膜中光學支共振頻率從3.5GHz到5.1GHz的調(diào)控。關(guān)鍵詞：關(guān)