高频用磁性薄膜损耗特性研究

无线通信技术的高速发展和微波器件小型化的要求导致对GHz频段用磁性薄膜更强烈的需求。FeCo基磁性薄膜因其高饱和磁化强度和高各向异性的特点而被深入研究，国内自2005年解决薄膜微波物性测量技术以来，已经开展了大量工作，但多采用唯象理论来解释薄膜微波物性。本项目以FeCo基磁性薄膜为研究对象，辅以相应的制备和后处理工艺控制磁性薄膜的微结构（磁性颗粒形貌、大小、不均匀性等），针对薄膜共振和损耗特性，研究存在于薄膜微结构和微波物性间的普遍关系：包括交换耦合效应对磁性薄膜表观损耗的影响规律；微结构变化对磁导率和自然共振频率的影响规律；磁性薄膜内缺陷和钉扎等不均匀性对真实损耗的贡献。研究中综合运用随机各向异性模型、ripple模型以及双磁子散射模型，通过实验和理论分析，最终实现对磁性薄膜磁导率、共振和损耗特性的有效调控，满足各种可能的应用需求。

本项目已经完成全部研究计划。针对磁性薄膜的微波损耗特性进行了系统的研究，通过实验和理论相结合，证明磁性薄膜中纳米磁性颗粒的交换耦合特性将影响到薄膜的损耗线宽，磁性薄膜中的双相结构将有效增加薄膜的损耗线宽，局域磁矩的弥散将导致磁性薄膜磁谱的双峰分离，且金属绝缘体多层膜内的双磁子散射效应多导致的非本征损耗远大于本征损耗。一系列研究工作对于研究薄膜微结构对微波损耗特性的影响规律具有积极意义，为进一步将磁性薄膜推向高频应用奠定了理论实验基础。