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《电子科技大学》 2011年
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高频软磁薄膜的制备及其电磁噪声抑制性能应用研究

汪学锋  
【摘要】:随着电子器件应用频率逐渐提高,现代电子设备对抗电磁干扰和电磁兼容技术提出了更高的要求。单片微波集成电路(MMIC)是未来微波器件和电路的发展方向。对微波电路及芯片内部高频传输线上信号中的高频电磁噪声进行抑制,可以降低器件和电路的电磁兼容成本,减小体积,提高性能。本文针对上述背景,研究应用于抑制高频传输线电磁噪声的薄膜噪声抑制器,主要工作有: 采用有限元仿真软件HFSS研究磁性薄膜在微带传输线上的电磁噪声抑制性能,从理论上证明了薄膜电磁噪声抑制器的重要机理为铁磁共振,同时电磁噪声抑制频率随薄膜尺寸改变主要是因为退磁因子变化导致铁磁共振频率变化。 研究了溅射工艺对NiZn铁氧体薄膜软磁性能的影响,得出最佳制备工艺条件为:背底真空低于5×10~(-4)Pa,基片温度300℃,溅射功率为140W,溅射气压为0.8Pa,退火温度800℃。在此工艺基础上,研究了Fe3O4为底层对NiZn铁氧体薄膜性能的影响,研究表明添加了Fe3O4底层后,可以降低退火温度,且磁导率虚部略有提高。 研究了NiFe/IrMn铁磁/反铁磁多层薄膜中铁磁层和反铁磁层厚度变化对薄膜磁性能的影响。结果表明各向异性场和交换偏置场均随铁磁层厚度增加逐渐降低,而随反铁磁层厚度的增加迅速增加,反铁磁层厚度达7nm后趋于稳定。在薄膜的磁滞回线中出现了两个不同大小的交换偏置场,从而导致磁谱中出现了两个共振峰,其原因为底层NiFe受单层IrMn钉扎,其交换偏置场较小所致。 制作了共面波导测试夹具,测试薄膜电磁噪声抑制性能。结果表明NiZn铁氧体薄膜最大噪声抑制频率fmax发生在2.37G左右,功率衰减约为3.1dB。NiFe/IrMn铁磁/反铁磁多层薄膜电磁噪声抑制性能较好,最大电磁噪声抑制频率fmax能达到6.35GHz,最大电磁噪声功率衰减能达7.00dB,且最大电磁噪声抑制频率fmax变化和铁磁共振频率变化趋势一致,这进一步说明了铁磁共振是薄膜电磁噪声抑制器的主要机理。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O484.4;TB43

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