《(TbFe2/FeCo)n/AlN磁電薄膜的磁致頻移效應研究》是依託華中科技大學，由歐陽君擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：(TbFe2/FeCo)n/AlN磁電薄膜的磁致頻移效應研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：歐陽君
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
諧振式薄膜磁電感測器利用諧振頻率隨磁場而變化的特性測量磁場，不僅具有體積小，功耗、成本和複雜性低的優點，還可與現代數字系統直接通訊。但其靈敏度相對較低，需要研究提高磁致頻移靈敏度的方法。目前的有效途徑是提高磁致伸縮層磁彈模量隨磁場的變化率。“稀土-鐵合金”磁致伸縮薄膜具有很大的磁彈模量變化範圍，但其飽和磁場較大，降低了磁彈模量的磁場變化率。因此，本項目擬採用界面交換耦合技術，通過在“稀土-鐵合金”薄膜中插入軟磁相，降低飽和磁場，以實現高靈敏度磁彈模量特性。在前期工作的基礎上，本項目擬以 (TbFe2/FeCo)n為“稀土-鐵合金/軟磁”磁致伸縮薄膜的研究對象，揭示界面交換耦合作用對磁彈特性的影響機制。具體方法為：採用射頻磁控濺射法，首先在製備的AlN壓電襯底上交替濺射 (TbFe2/FeCo)n複合薄膜；接著對其進行高真空退火；通過調節濺射時間和退火溫度，改變TbFe2和FeCo薄膜單層厚度、晶粒尺寸和總層數，進而調控交換耦合作用；之後考察複合薄膜磁彈特性的相應變化；最後將實驗結果與微磁學計算結果進行比較。研究成果對實現高靈敏度諧振式薄膜磁電感測器具有重要指導作用。
結題摘要
本項目研究的諧振式薄膜磁電感測器，利用磁電諧振頻率隨磁場而變化的特性測量磁場，具有體積小，功耗、成本和複雜性低的優點，且可與數字系統直接通訊。本項目以“壓電層/叉指電極/絕緣層/磁致伸縮層”結構薄膜磁電感測器為研究對象，首先研究了AlN壓電薄膜的製備工藝，發現真空熱處理可以顯著提高AlN（002）峰的強度，在此基礎上，研究了“FeCoSiB/AlN”結構磁電薄膜的磁致頻移效應。經測試，25 Oe的磁場下頻移約為7.5 kHz，靈敏度約為3 Hz/μT。接著，研究了“FeCoSiB/石英”結構磁電薄膜的磁致頻移效應，發現其靈敏度可達663.98 Hz/µT，而且磁致伸縮層和叉指電極的厚度會影響靈敏度。最後，利用共濺射法製備了(Tb-Dy-Fe/FeCoSiB)磁致伸縮複合薄膜，通過交換耦合效應在複合薄膜中實現了高磁導率和高磁致伸縮的結合，拓展了複合薄膜的磁場回響範圍。在此基礎上，研究了“(Tb-Dy-Fe/FeCoSiB)/石英”結構磁電薄膜的磁致頻移效應。經測試，137.5 Oe的磁場下頻移約為110 kHz,靈敏度約為8 Hz/μT。本項目實現了諧振頻率隨磁場線性變化的高靈敏度數字磁感測器，研究成果對新型諧振式薄膜磁電感測器發展具有重要作用。
