溶胶-凝胶法制备钇铁石榴石(YIG)研究

以柠檬酸为络合剂、用溶胶-凝胶法制备了钇铁石榴石Y3Fe5O12(YIG)材料。XRD分析表明生成石榴石相的固相反应在700℃左右开始,至900℃基本上完成,比普通陶瓷工艺提前100℃。预烧料比饱和磁化强度σsp以及相对磁化强度σsp/σss(σss为烧结样品比饱和磁化强度)数据与XRD结果相符。收缩率数据表明,材料致密化滞后于固相反应400℃以上。粉料粒度随热处理温度增高(700℃～950℃)而增大(13～60nm)。给出了材料的烧结特性(密度、气孔率、收缩率)及SEM照片。讨论了铁磁共振线宽△H和自旋波线宽△Hk随烧结温度的变化。在最佳烧结温度1240℃下获得的△H为4.46kA/m(56Oe),△Hk为0.33kA/m(4.1Oe)。这个△Hk值为一般YIG材料△Hk的2倍。这里的烧结温度比普通陶瓷工艺的YIG材料低了200℃。

退火工艺对YIG多晶薄膜铁磁共振线宽的影响

主要研究了退火工艺对钇铁石榴石(YIG)薄膜铁磁共振线宽的影响。实验中微米级的YIG薄膜通过磁控溅射法在Gd_3Ga_5O_(12)(GGG)(111)衬底上制备,并通过750~950℃常压常规退火及750~850℃真空快速退火两种方式对薄膜进行退火晶化处理。最终系统地研究了薄膜的微观晶体结构、磁性能和铁磁共振线宽性能。研究发现,经过800℃,10 min的真空快速热处理的YIG薄膜磁性能优异,其铁磁共振线宽为2 626.1 A/m@9.3GHz,阻尼系数α=2.077×10^(-3),薄膜表面粗糙度为1.9nm。

Bi^3+-Li^+-V^5+协同取代对低温烧结YIG铁氧体结构及性能的影响

为了实现石榴石型铁氧体(YIG)的低温烧结以适应LTCC技术,采用传统固相法,制备了多元离子(Bi^3+-Li^+-V^5+)协同取代的YIG铁氧体材料,系统研究了多元离子取代对材料结构特性、微观形貌和电磁性能的影响。结果表明,在900℃下烧结的样品其主晶相为石榴石相。随着取代量的增加,材料的密度、饱和磁化强度(4πMs)先增大后减小,铁磁共振线宽(△H)和矫顽力(Hc)先减小后增大。最终,在x=0.03得到了样品的最佳性能。

YIG带阻滤波器的研究进展

随着通信与雷达系统在高频、宽带和小型化方面的高速发展,钇铁石榴石(YIG)带阻滤波器是其发展道路中不可缺少的磁调谐器件。该文针对YIG带阻滤波器阐述了YIG带阻滤波器设计原理,介绍了近年来几种典型谐振器结构的发展状况,并分析了这几种结构的优缺点。

YIG陶瓷对三价锕系模拟核素的固化行为研究

石榴石具有较大的锕系包容量及化学灵活性,被认为是潜在的锕系核素固化基材。本工作以Nd^(3+)模拟三价锕系核素,通过高温固相法成功合成了Y_(3–x)Nd_(x)Fe_(5)O_(12)(0≤x≤2)系列钇铁石榴石(YIG)固化体。研究了Nd在YIG固化体中的固溶极限和Nd掺杂量对固化体的物相和微观结构的影响规律,以及不同pH条件下Nd掺杂钇铁石榴石固化体的化学耐久性。研究结果表明,当x≤1.7时,YIG基固化体为纯相YIG;当x≥1.8时,YIG基固化体中YIG、NdFeO_(3)和Fe_(2)O_(3)三相共存。纯相YIG基固化体对Nd^(3+)的固溶极限约为29.5%(质量分数)。随着Nd掺杂量增加,固化体的密度增大,体积减小,孔隙率减小。浸出实验结果显示,28 d后元素归一化浸出率(LR_(i))逐渐趋于平衡,42 d后,其元素的LR_(i)为10^(-6)~10^(–5) g·m^(-2)·d^(–1)。LR_(Y)小于LR_(Nd),且酸性溶液中元素归一化浸出率也略高于中性和碱性溶液。这些结果表明,YIG陶瓷是理想的三价锕系核素候选固化基材。

基于YIG单晶薄膜的陷波器设计

针对基于环球耦合谐振的钇铁石榴石(YIG)小球陷波器装配调试工艺复杂、不利于多通道集成的问题,提出了一种采用静磁波技术来实现YIG单晶薄膜陷波器结构与设计方法。该文通过对单晶薄膜陷波器工作原理的分析,静磁反向体波的角频率与波数(ω-k)色散特性与微带激励谐振换能器的静磁波激励特性的数值计算及器件仿真优化,设计了调谐工作频段为6~8 GHz的实用化YIG单晶薄膜陷波器。设计仿真与实验结果表明,在6~8 GHz内调谐频段陷波器均能保证良好的通带插损、阻带深度及30 dB阻带带宽等技术指标。

基于腔微扰理论的微波铁氧体铁磁共振有效线宽测量原理与方法

基于腔微扰理论,提出了一种微波铁氧体铁磁共振有效线宽的测量方法和测量系统。系统主要包括高Q圆柱谐振腔、可编程电磁铁,计算机控制的矢量网络分析仪等。测试过程采用ABA方法提高谐振腔谐振频率f和Q的测量精度,采用Math CAD进行数据处理和曲线拟合,有效线宽测量结果具有较高精度。在9.8GHz时样品直径3mm、厚度1mm的多晶YIG圆片高场有效线宽为0.45±0.25Oe,接近单晶YIG的内禀线宽。