基于磁控溅射制备的YIG薄膜结构与磁性能

使用射频磁控溅射在衬底上沉积了纳米级YIG薄膜,借助X射线衍射仪、振动样品磁强计、铁磁共振等研究了溅射气压、溅射功率和退火温度对于所制薄膜结构与磁性能的影响,并基于唯象方程拟合出薄膜样品的Gilbert阻尼系数。

YIG石榴石磁光薄膜材料的最新进展

介绍了YIG磁光薄膜材料的研究发展趋势以及薄膜材料的制备方法,指出薄膜制备方法对薄膜的性能有很大的影响。且Ce∶YIG磁光薄膜的研究代表了此类薄膜的研究方向。

退火工艺对射频磁控溅射Bi：YIG薄膜磁性能的影响

对于用射频磁控溅射技术在Si基片上制备的Bi:YIG系薄膜,用快速循环退火方法对其进行晶化处理,研究了退火温度对Bi:YIG薄膜结晶状态和形貌的影响,以及退火气氛和循环周期对薄膜性能的影响.结果表明,用快速循环退火可以在Si单晶基片上得到磁性能优良的薄膜(饱和磁化强度139 kA/m,矫顽力6.37 kA/m)并使薄膜形貌有较大改善,在石英基片上制备的薄膜法拉第角比常规退火的薄膜增大了约一倍.

在二氧化硅衬底上制备磁光Ce∶YIG薄膜用于磁光波导型器件

对Ce1YIG磁光薄膜的制备过程及磁光性能进行了详细的研究 .用RF磁控溅射法在二氧化硅的基片上淀积Ce1YIG薄膜 ,再对此薄膜进行晶化处理 ,以得到具有磁光性能的Ce1YIG薄膜 .本文讨论了晶化过程中 ,Ce1YIG薄膜微观结构的变化对其磁光性能的影响 .结果表明 :采用波长为 6 30nm的可见光测量 ,薄膜的饱和法拉第旋转系数θF为 0 .8deg/ μm .同时 ,晶化薄膜易磁化方向为平行于膜面方向 ,其居里温度点为 2 2 0℃ .所得Ge1YIG薄膜的参数表明

Bi:YIG纳米薄膜的磁光特性(英文)

用射频磁控溅射和快速退火方法制备了纳米量级的Bi:YIG薄膜,研究了薄膜的磁光特性。当晶粒尺寸从150nm 降到80nm时,透射率和Faraday角的值分别从75%和3.6°变成了80%和4.0°。结果表明:高的透射率和大Faraday角可以在晶粒尺寸为纳米量级的薄膜中共存。

Ce∶YIG石榴石薄膜制备条件对磁光性能的影响

提出一种新的能带理论模型,讨论Ce替代YIG石榴石薄膜的制备条件对其磁光性能及光吸收的影响。该模型在能带理论的基础上引入了氧空位概念,可以用来解释Ce替代石榴石薄膜制备时,溅射气氛的改变对薄膜中Ce元素价态的影响。而Ce元素价态将直接影响到Ce∶YIG薄膜的磁光性能。此外,当晶格中存在过量氧空位时,会导致部分Fe3+被还原成Fe2+,使得薄膜的光吸收显著增大。

重掺杂Bi:YIG溅射薄膜的磁和磁光性能

用磁控溅射+快速退火晶化处理在 YAG、Al2O3基片上制备了重掺杂 Bi:YIG 磁光薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、磁光克尔仪/光学分度计、振动样品磁强计(VSM)分别研究了薄膜的微结构、磁光性能和磁性能。薄膜的饱和磁化强度为 135～139 kA/m,不同基片上制备的薄膜的矫顽力不同,薄膜的法拉第角在 450～610nm的光波段范围内约为3～5°/μm;当退火温度在600℃时,在两种基片上制备的薄膜透射率谱非常相似,当退火温度为800℃时,在Al2O3基片上的薄膜透射率谱将出现一个台阶。

YIG及Bi－YIG薄膜材料的光吸收谱的微观机理研究

采用ＤＶ－Ｘα方法计算了ＹＩＧ薄膜的电子结构，在能态密度的基础上，得出了导致光吸收的两种电荷转移跃迁。在１２～２０ｃｍ－１×１０３波长范围，计算出了与实验一致的吸收谱。Ｂｉ３＋离子的掺入，增大了跃迁的振子强度，其增大量与铋离子的浓度成正比。在此基础上得出的Ｂｉ－ＹＩＧ的理论谱与实验谱符合得较好。

Ce:YIG磁光薄膜磁光效应机理研究

在对Ce:YIG的电子结构计算的基础上,得出了Ce3+的掺入,Ce3+的5d、4f电子以及Fe3+3d电子之间形成了自旋 轨道劈裂较大的杂化轨道,同时存在Fe3+(3d)→Ce3+(4f)的电子跃迁,它们对磁光效应有重要的贡献,是1.5eV和2.1eV两个跃迁中心的来源,在1.0～3.2eV范围内,分别对不同的掺Ce量的光吸收谱及磁光优值进行了计算,结果与实验符合较好.

YIG铁氧体单晶/薄膜生长工艺及成线技术

简要介绍了YIG铁氧体块状单晶和YIG单晶薄膜常见的生长方法,重点报道了助熔剂法和液相外延工艺,最后对YIG铁氧体块状单晶和单晶薄膜的科研工艺线建设提出了切实可行的方案。

层状YIG薄膜波导中的静磁正向体波与光相互作用

利用新的微扰方法导出了层状YIG薄膜波导中静磁波微扰下的光模式耦合振幅方程;讨论了静磁波-光相互作用Bragg衍射效率和扫描特性;实现了端面耦合方式下的静磁正向体波-光的非共线相互作用,并研究了静磁正向体波频率和功率对其的影响.

连续外延双层（BiAl）YIG薄膜的铁磁共振研究

首先叙述了双层（ＢｉＡｌ）ＹＩＧ薄膜的生长及层间晶格失配情况，测量了与膜面法向成任意角度磁化的铁磁共振谱，铁磁共振场和线宽随磁化方向的变化与单层膜明显不同，用薄膜层间磁耦合解释了这种薄膜的铁磁共振线宽的非均匀增宽和共振波谱出现的异常现象，计算出的层间磁耦合系数与磁化方向有关。

用射频磁控溅射法在二氧化硅衬底上制备磁光Ce∶YIG薄膜

使用射频磁控溅射法在非晶态的二氧化硅衬底上制备Ce1YIG磁光薄膜。生成的Ce1YIG薄膜为非晶态形式 ,经过后续的热处理过程 ,转变为晶化薄膜 ,在用波长为 6 30nm的激光测量时 ,薄膜的饱和法拉弟旋转系数θF 为 80 0°/mm。晶化薄膜具有很强的平行于膜面的磁化强度 ,用VSM测得晶化薄膜的居里温度为 2 2 0℃。实验结果表明 :所制备的薄膜适宜于制备波导型磁光隔离器。同时 。

磁各向异性对YIG单晶磁性薄膜△H的贡献

在考虑任意磁化方向单轴和立方磁各向异性等效场的基础上，根据磁短进动方程，导出了张量磁化率X”的表达式，讨论了单晶YIG磁性薄膜中磁各向异性对铁磁共振线宽的贡献，用“各向异性线宽因子”的概念定量描述了这种贡献．理论计算与实验结果符合得很好．

离子注入法增强YIG单晶薄膜的磁光效应

利用离子注入技术，将Ｃｅ￣（＋３）离子注入到ＹＩＧ单晶薄膜中，剂量为１０￣（１４）～１０￣（１６）ｉｏｎｓ／ｃｍ￣２，能量为５００ｋｅＶ。对注入前后的样品进行光吸收谱测量，发现注入后的样品光吸收有明显的增加，且样品颜色变深，对样品进行高温退火，可有效地降低光损耗。离子注入样品磁光特性测量表明Ｃｅ￣（＋３）薄膜有很大的磁光增强作用，且法拉第旋转角随注入剂量增加而增大。

YIG薄膜FMR线宽测量

本文综述了YIG薄膜的FMR线宽△H机理,记录了YIG薄膜在磁场中转动不同方向时共振吸收曲线,着重对△H_(?)>△H_1进行了讨论。

应用铁磁共振技术测量单晶YIG薄膜磁各向异性的精确方法

本文叙述了应用铁磁共振技术,并借助计算机自动迭代的计算方法,对YIG单晶薄膜的磁各向异性的测量进行实验计算和讨论并给出了计算结果、

测量单晶YIG薄膜磁各向异性常数K_1、Ku的数值求解铁磁共振法

本文导出了关于磁各向异性单晶YIG薄膜的精密铁磁共振方程式。在(110)晶面内对这些方程进行数值求解,叙述了一个精确而实用的测量磁各向异性常数K_1、K_u的方法。介绍了这个方法的原理、实验方法及应用微型计算机进行数值求解的算法程序。

用暗m线法测量YIG磁光薄膜的折射率和厚度

本文采用暗ｍ线法，通过测量棱镜耦合器底面反射光斑中的模式吸收线的位置，来计算ＹＩＧ磁光薄膜的折射率和厚度。此方法特点是只需将光耦合进磁光薄膜而不考虑薄膜本身的光损耗，因此它既可测量透明薄膜的参数也可测量非透明薄膜的参数。在实验中，我们测的ＹＩＧ磁光薄膜的折射率为２．２９７，厚度为３．０３μｍ。

Ce∶YIG磁光薄膜电子结构的计算

采用DV -Xα方法计算了YIG、Bi-YIG及Ce -YIG磁光薄膜的电子结构 ,在能态密度的基础上 ,得出了导致磁光效应的两种电荷转移跃迁。对Ce3 +的掺入 ,极大地增大了跃迁的振子强度 ;Ce5d、Ce4f与Fe3d形成具有较大自旋 -轨道相互作用的耦合轨道 ;Ce3 +的掺入产生了新的跃迁 ;它们是Ce