【摘 要】
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近些年,无线通讯技术和5G技术得到了迅速的发展,磁性薄膜已被广泛应用在薄膜电感、可调谐谐振器、移相器、可调谐滤波器等各种可调谐微波磁性器件中,磁性薄膜在高频磁场作用下的性能已成为其重要的物理性能之一。传统的可调谐微波磁性器件的调谐方式是通过外加磁场来改变薄膜的共振频率,从而调控薄膜的高频性能。然而外加磁场的方式会造成器件体积庞大,而且能耗高、速度慢、噪音大,已不再满足当今时代电子器件小而精,反应迅
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近些年,无线通讯技术和5G技术得到了迅速的发展,磁性薄膜已被广泛应用在薄膜电感、可调谐谐振器、移相器、可调谐滤波器等各种可调谐微波磁性器件中,磁性薄膜在高频磁场作用下的性能已成为其重要的物理性能之一。传统的可调谐微波磁性器件的调谐方式是通过外加磁场来改变薄膜的共振频率,从而调控薄膜的高频性能。然而外加磁场的方式会造成器件体积庞大,而且能耗高、速度慢、噪音大,已不再满足当今时代电子器件小而精,反应迅速的要求,所以寻求一种新的可以动态调节薄膜共振频率的方法得到了科研人员的持续关注。最近,柔性电子系统出现在人们的日常生活中并展现出许多优点,引起了人们的广泛兴趣。柔性电子器件在外应力作用下,其尺寸或者形状会发生变化从而导致器件性能参数的改变,也即具有应变调控器件性能的作用,这种应变调控器件物理性能的特性有望于被应用在磁性薄膜高频性能的调控中,然而在实验上却还未被证实。基于上述背景,本论文对如何制备出具有优良高频磁性性能的柔性磁性薄膜以及应变对其高频磁性性能的调控作用进行了探索,主要研究工作如下:首先,在单轴预拉伸开的聚二甲基硅氧烷(PDMS)衬底上,使用磁控溅射设备先直接沉积Ta,而后以35°倾角倾斜溅射Co40Fe40B20(Co Fe B),最后再直接沉积Ta,取出后释放预应力从而制备出具有褶皱表面形貌Co Fe B薄膜。对这种具有褶皱表面形貌的Co Fe B薄膜进行静态磁性和高频磁性的表征,发现薄膜具有单轴的磁各向异性,并且其高频性能对预应变敏感,可以通过改变制备过程中的预应变达到调控薄膜高频性能的效果。其次,在单轴预拉伸的PDMS衬底上直接沉积Ta/Co Fe B/Ta三层膜,取出后释放预应变从而制备出具有周期性褶皱表面形貌的柔性Co Fe B薄膜。通过静态磁性和高频磁性的表征,得知制备出的薄膜具有单轴磁各向异性,易磁化轴垂直于预拉伸方向,其各向异性场以及高频性能与预应变有关。然后在预应变方向对薄膜施加外应力使其产生应变,通过测量薄膜在不同应变状态下的表面形貌以及高频性能,探索施加应变对薄膜高频性能的调控效果,并进行解释。
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