In^(3+)取代对NiZn微波多晶铁氧体材料电磁性能的影响

采用普通陶瓷工艺制备微波多晶尖晶石NiZnIn铁氧体材料,研究了In^(3+)取代对材料微观结构、电磁性能的影响。结果表明,当In^(3+)取代量x在0~0.2范围时,材料的饱和磁化强度4πMs变化很小,气孔率p略有降低,铁磁共振线宽ΔH以各向异性致宽ΔHa为主;当x>0.2后,材料的饱和磁化强度4πMs明显降低,气孔率p增大,铁磁共振线宽ΔH以气孔致宽ΔHp为主。In^(3+)取代NiZn铁氧体使材料的铁磁共振线宽ΔH明显降低,介电损耗角正切tanδε降低至0.5×10^(-4)以下,居里温度近似线性下降。In^(3+)取代NiZn铁氧体烧结温度范围宽,在1200~1240℃温度下烧结,材料的4πMs、ΔH、tanδε变化均较小,工艺实现容易。

Zr^(4+)-V^(5+)联合取代对高介电常数石榴石铁氧体性能的影响

采用传统氧化物陶瓷工艺制备高介电常数、中等饱和磁化强度(4πM_(s))钇铁石榴石铁氧体Bi_(1.2)Y_(1.8-3x)Ca_(3x)Zr_(x)V_(x)Fe_(5-2x)O_(12)(x=0.410~0.455),研究不同烧结温度下Zr^(4+)-V^(5+)联合取代量对材料微观形貌、介电常数(ε′)和磁性能的影响。结果表明,965~985℃烧结样品均为纯石榴石相,随着取代量x的增加,965℃和975℃烧结样品的气孔率(P)先下降后上升,x=0.455时,气孔率最低;985℃烧结时,样品气孔率随x增大呈上升趋势;非磁性的Zr^(4+)-V^(5+)离子进入a、d亚晶格,使得4πM_(s)和磁晶各向异性常数(K_(1))逐渐下降,且Zr^(4+)-V^(5+)取代能促进晶粒生长,显著降低铁磁共振线宽(ΔH),但会引起介电常数下降。

Nb^(5+)取代对高介电常数钇铁石榴石铁氧体磁性能的影响

采用传统氧化物烧结工艺制备高介电常数(ε′)钇铁石榴石铁氧体,考察不同烧结温度时Nb^(5+)取代对材料显微结构、晶相、密度(d)、气孔率(p)、晶格常数(a)、饱和磁化强度(4πM^(s))、铁磁共振线宽(ΔH)和介电常数等磁性能的影响。结果表明,Nb^(5+)取代使材料的晶粒尺寸略微增大;Nb^(5+)取代对材料的晶相无明显影响,均为石榴石纯相;1020℃烧结时,随着Nb^(5+)取代量x由0增大到0.075,4πM^(s)从1882 G减小到1741 G,ΔH从149.3 Oe增大到180.2 Oe,烧结体密度从5.83 g/cm^(3)减小到5.72 g/cm^(3),烧结体平均晶粒尺寸(D)从2.29μm增加到2.38μm,气孔率(p)从1.7%增大到3.0%,ε′无明显变化。

多通道散斑多重全息图

利用散斑对傅里叶频谱的调制作用，给出多通道的多重全息图及具体实验方法；讨论了记录和再现过程的原理，并进行了实验验证．结果表明，本方法操作简单。

(Li_(0.5)F_(0.5))_(0.7-y)Zn_(0.3)Co_yFe_2O_4铁氧体铁磁共振的研究

锂系铁氧体是一类人们广泛关注的毫米波铁氧体材料 ,离子代换可以大大改善材料的性能。本文在 L i-Zn铁氧体 ( L i0 .5F0 .5) 0 .7Zn0 .3Fe2 O4 基础上 ,用 Co2 +离子代换其中的 ( Li+Fe3+) 0 .5离子 ,研究了 ( Li0 .5Fe0 .5) 0 .7- y Zn0 .3Coy Fe2 O4 ( y=0 .0 0 ;0 .0 0 5;0 .0 1 ;0 .0 2 ;0 .0 3 )铁氧体室温铁磁共振效应 ,实验结果表明 ,铁磁共振线宽与 Co2 +离子的代换量、烧结温度和工作频率有密切关系。当 Co2 +离子含量 y <0 .0 2 ,铁磁共振线宽μ0 ΔH随 Co2 +离子含量的增加而减小 ,在 y =0 .0 2处得到最小铁磁共振线宽。在烧结温度 Ts=1 1 0 0℃左右可得到较小的铁磁共振线宽。当工作频率 f >8GHz,铁磁共振线宽μ0 ΔH∝ f。

Co^(2+)取代对Ni铁氧体材料微波特性的影响

采用陶瓷工艺制备了Ni_(1-z)Co_z Fe_2O_4(0≤z≤0.04)微波铁氧体材料,研究了快弛豫离子Co^(2+)取代对Ni铁氧体材料微波性能的影响。结果表明,加入微量取代离子Co^(2+),随取代量的增大铁氧体材料的自旋波线宽ΔHk呈线性增大;材料的铁磁共振线宽ΔH先降后升,在Co含量为z=0.02时,材料ΔH出现最小值;Co^(2+)取代对材料的饱和磁化强度M_s、介电损耗的影响不大。

Zn^(2+)、Sn^(4+)共取代对YIG铁氧体性能的影响

该文通过1 400℃固相烧结制备出Zn2+和Sn4+共取代的Y3Fe5-2xZnxSnxO12(x=0~0.35)铁氧体材料,详细研究了离子取代量对钇铁石榴石铁氧体微观结构及磁性能的影响。研究表明,Zn2+、Sn4+都进入了钇铁石榴石铁氧体的晶格中。随着离子取代量的增加,钇铁石榴石铁氧体的密度与饱和磁化强度先增大后减小;其磁损耗则先减小后增大,在x=0.25时磁损耗取得最小值。该研究进一步说明了Zn2+和Sn4+取代在一定范围内可有效降低材料的磁损耗及控制材料的饱和磁化强度。

离子取代对高介YIG铁氧体材料的性能影响

基于固相反应烧结法制备了Bi_(x)Y_(3-x-y)Ca_(y)M_(y)Fe_(5-y)O_(12)(x=1.0~1.6,y=0.1~0.5,M为4价离子Zr^(4+)、Sn^(4+))旋磁铁氧体材料。首先分析了不同Bi^(3+)离子取代量对材料介电性能和微波旋磁性能的影响,由此确定最佳的Bi^(3+)离子取代量。然后在其基础上,研究了不同Ca^(2+)/Zr^(4+)和Ca^(2+)/Sn^(4+)离子共取代对材料综合性能的影响。研究表明,当Bi^(3+)离子取代量x为1.4时,能最好地兼顾YIG铁氧体材料高介电常数和低铁磁共振线宽的综合要求。进一步对Ca^(2+)/Zr^(4+)和Ca^(2+)/Sn^(4+)离子共取代的研究发现,采取Ca^(2+)/Zr^(4+)共取代的方案(最佳取代量y为0.4),更有助于获得高的介电常数,其最佳性能为:Ms=145 kA/m,ε=29.4,ΔH=2.7 kA/m;而采用Ca^(2+)/Sn^(4+)共取代的方案(最佳取代量y为0.3),则可以在进一步降低铁磁共振线宽上取得突破,其最佳性能为:Ms=147 kA/m,ε=28.5,ΔH=2.2 kA/m。

Ca^(2+)、Zr^(4+)共替代对YAlIG铁氧体性能的影响

采用固相烧结法制备旋磁铁氧体材料Y_(3-x)Ca_xAl_(0.33)Fe_(4.6-x)Zr_xMn_(0.02)O_(12)(摩尔分数x=0、0.2、0.25、0.3、0.35)。详细研究了Ca^(2+)、Zr^(4+)共替代对钇铝石榴石(YalIG)铁氧体性能的影响。研究表明,Ca^(2+)、Zr^(4+)替代对YAlIG铁氧体的介电常数影响微弱。随着替代量x的增加,YAlIG的饱和磁化强度起初呈上升趋势,但当替代量过多时,会使材料中产生另相,反而降低材料的饱和磁化强度(4πMs)。适量Ca^(2+)、Zr^(4+)共替代会明显降低YAlIG材料的铁磁共振线宽,随替代量x的增加,YAlIG材料的铁磁共振线宽(ΔH)先下降后上升,在无另相产生前的最大替代量x=0.3时,材料ΔH获得最小值。

Dy^(3+)及Ca^(2+)-Ge^(4+)联合取代对石榴石铁氧体高功率低损耗特性的影响

采用传统陶瓷工艺制备Dy^(3+)和Ca^(2+)-Ge^(4+)取代的钇铁石榴石铁氧体,考察Dy^(3+)和Ca^(2+)-Ge^(4+)取代对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、电阻率等性能的影响。研究表明,Dy^(3+)取代24c位的Y^(3+),对样品显微结构、饱和磁化强度、电阻率和介电损耗无明显影响。随着Dy^(3+)取代量的增加,自旋波线宽从8.9 Oe提高到28.5 Oe。为了降低材料的损耗,采用适量的Ca^(2+)-Ge^(4+)取代24c位的Y^(3+)和24d位的Fe^(3+),铁磁共振线宽从162 Oe减小到102 Oe,自旋波线宽从15.3 Oe增大到22.5 Oe。此外,Ca^(2+)-Ge^(4+)取代对石榴石铁氧体的介电损耗影响不大,使其保持良好的介电性能。

Gd^(3+)取代及十二面体空位对石榴石铁氧体高功率低损耗特性的影响

采用传统陶瓷工艺制备足量和缺量Gd^(3+)取代的钇铁石榴石铁氧体,研究通过缺量Gd^(3+)取代在十二面体位(24c)引入空位对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、居里温度、电阻率等性能的影响。研究表明,24c空位可促进了烧结阶段的致密化过程和晶粒生长。通过适量引入24c空位,铁磁共振线宽从154 Oe减小到64 Oe,自旋波线宽从9.7 Oe提高到24.4 Oe。空位的存在还增强了16a位与24d位Fe^(3+)之间的超交换作用,提高了材料的居里温度。另外,空位对铁氧体材料电阻率影响不大,使其具备优异的介电性能。

Gd^(3+)和In^(3+)联合取代对石榴石铁氧体高功率低损耗特性的影响

采用传统陶瓷工艺制备Gd^(3+)和In^(3+)取代的钇铁石榴石铁氧体,研究Gd^(3+)和In^(3+)取代对材料显微结构、饱和磁化强度、铁磁共振线宽、自旋波线宽、电阻率等性能的影响。研究表明,Gd^(3+)取代24c位的Y^(3+),对样品显微结构、居里温度和电阻率无明显影响。随着Gd^(3+)取代量的增加,自旋波线宽从9.7 Oe提高到21.7 Oe。为了降低石榴石铁氧体损耗,采用适量的In^(3+)取代16a和24d位的Fe^(3+),铁磁共振线宽从198 Oe减小到95 Oe。此外,In^(3+)取代对石榴石铁氧体的电阻率、介电常数和介电损耗影响不大,使其保持良好的介电性能。

Co^2+取代对LiZnTi铁氧体旋矩材料性能的影响

制备了尖晶石LiZnTi高功率旋矩铁氧体材料富Li1+补偿和无额外Li1+补偿两个配方系列材料,分别研究了快弛豫离子Co2+取代对其性能的影响,并比较了两个配方系列材料性能随Co2+取代量的变化。研究表明,材料的自旋波线宽ΔHk随取代量增加线性增大;铁磁共振线宽ΔH先降低而后增高,取代量0.009附近有最小值;但材料矫顽力Hc随取代量增加呈线性增大,剩余磁感应强度Br、剩磁比R随取代量增加降低。两种配方设计,Co2+取代对材料性能影响趋势相同,富Li1+配方设计能有效减缓Co2+取代导致的剩磁比R、剩余磁感应强度Br下降的趋势,材料具有更小的介电损耗角正切tanδε;缺点是富Li1+补偿系列材料的矫顽力Hc的增大快于无额外Li1+补偿系列配方材料。

Cu^(2+)和Mn^(2+)取代对低温烧结NiZn铁氧体材料微波电磁性能的影响

采用普通陶瓷工艺制备了低温烧结微波多晶尖晶石NiZn铁氧体粉料,分别采用干压成型工艺和流延成型工艺制备了铁氧体样品。研究了Cu^(2+)、Mn^(2+)取代对材料微观形貌、微波性能的影响。研究表明,Cu^(2+)取代促进NiZn铁氧体晶粒生长,当Cu^(2+)取代量x在0.22~0.25范围时,样品致密化程度较高,材料有较低的电磁损耗。Cu^(2+)取代量x=0.22时,在880~920℃烧结温度下均获得单一的尖晶石NiZn结构;烧结温度为900℃时,材料具有高的饱和磁化强度4πM_(s)、低的气孔率P,介电损耗角正切tanδ_(ε)、铁磁共振线宽ΔH最小。Mn^(2+)取代使材料的铁磁共振线宽ΔH降低,但tanδ_(ε)增大,Mn^(2+)取代量控制在0.04~0.06范围,材料的综合性能较好。干压成型和流延成型制备的材料均具有比较小的电磁损耗,ΔH小于130 Oe,tanδ_(ε)小于5×10^(-4),满足LTCF技术应用要求。

Multiferroic and in-plane magnetoelectric coupling properties of BiFeO_3 nano-films with substitution of rare earth ions La^(3+) and Nd^(3+)

Single-phase multiferroic BiFeO3 and Bi（0.9）（La/Nd）（0.1）FeO3（doped with rare earth ions La-（3＋） and Nd-（3＋）） films grown on（111）-Pt/Ti/SiO2/Si substrate were prepared via sol-gel method and a subsequent rapid thermal process. The phase composition, microstructure, ferroelectric, dielectric, ferromagnetic properties were investigated, and meanwhile, the in-plane magnetoelectric（ME） coupling effects of the films were reported and studied for the first time in this work. Structural characterization by X-ray diffraction and scanning electron microscopy showed that both BiFeO3 and Bi（0.9）（La/Nd）（0.1）FeO3 exhabited a rhombohedral structure with（111） preferred orientation. The results of the physical properties indicated that the introduction of rare earth ions improved significantly the polarization, magnetization and dielectric properties than the undoped BiFeO3 crystals, and it enhanced effectively the in-plane ME coupling（the ME coupling coefficient αE increased from 0.13 in the pure BiFeO3 to 0.21 in Bi（0.9）La（0.1）FeO3 and 0.34 V/（Oe·cm） in Bi（0.9）Nd（0.1）FeO3）. The mechanism of these phenomena was investigated systematically.

Li-Zn-Zr-Ti-Cu系铁氧体铁磁共振的研究

研究了ＬｉＺｎＺｒＴｉＣｕ系铁氧体铁磁共振效应。实验结果表明：随着Ｚｒ、Ｔｉ和Ｃｕ离子含量的增加，铁磁共振线宽增大。Ｔｉ代换较Ｚｒ代换更有利于降低铁磁共振线宽。