《磁介電複合材料微波性能的研究》是依託陝西師範大學，由周劍平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁介電複合材料微波性能的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周劍平
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁介電複合材料同時具有磁性能和介電性能，而且磁性能和電性能之間的耦合會產生磁介電效應，可用於製備高密度微波集成器件，本項目以微波介質材料Mg2TiO4和微波磁性材料鎳鋅鐵氧體為磁介電複合對象，一方面採用水熱法，製備磁介電納米核殼複合材料，通過改變鎳鋅比，調節鐵氧體的晶格參數和磁性能，獲得高質量界面結合的磁介電納米核殼複合材料，然後低溫或兩步法燒結成陶瓷，研究陶瓷的微波介電性能、磁性能及其磁介電特徵；另一方面，利用磁控濺射設備，共濺射製備Mg2TiO4和鎳鋅鐵氧體的複合薄膜或交替濺射製備多層膜，研究兩相的生長機理和界面結合特徵，研究複合薄膜微波電性能、磁性能以及磁介電耦合特徵。以實驗為主，結合理論分析，揭示微波下磁、電性能以及磁介電的耦合機理，促進磁介電複合材料的套用。
結題摘要
多鐵性複合材料同時具有鐵電性和鐵磁性，磁性能和電性能之間的耦合會產生磁介電效應，或電場誘導磁導率的變化，利用磁電複合材料的磁性能和電性能可製備高密度微波集成器件。本項目研究高頻下磁性能和電性能之間的相互影響，給出高頻下多鐵性複合材料穩定性的評價。完成了申請書中的既定目標，具體內容簡述如下： 1. 首先研究了單相磁性材料和介電材料的微波性能，(Ni,Zn)Fe2O4的微波性能，磁導率在穩恆磁場下激發出兩個磁損耗峰，分別對應於疇壁共振和自旋共振，隨著磁場的增加，兩個損耗峰向高頻方向移動，疇壁振動對應的損耗峰強度降低；得到了優良的微波材料，1250 °C燒結的Li2MgTiO4的微波性能參數是：εr = 15.7，Q×f = 91 000 GHz（8.1 GHz），τf = −28 ppm/°C。675 °C燒結的CaV2O6的微波性能參數是：εr = 10.2 , Q×f = 123,000 GHz（10.2 GHz），τf = − 60 ppm/°C。 2. 利用固相-水熱法兩步製備了MZTS@NZFO納米核殼粉體，然後燒結成陶瓷，採用化學方法實現了兩相在晶格尺度上的完美結合，減小了界面損耗，保證複合材料具有很好的磁性能、電性能以及磁電性能，為其在微電子器件中的套用提供了實驗依據。 3. 微波磁電複合材料的研究，利用得到的磁性材料和介電材料，製備了NZFO+BST和NZFO+PZT複合材料，在高頻下研究了電性能和磁性能及其相互作用。在磁場下會激發兩個諧振峰，分別對應疇壁諧振和自旋諧振；極化後，同樣會激發兩個諧振峰，由於極化後電荷在晶界積累和等效偶極子轉動造成的。然後針對疇運動和自旋旋磁運動，建立方程，模擬諧振峰運動方式，解釋磁性能和電性能之間的相互作用，深入理解磁性能和電性能的相互耦合機理，為磁電多功能材料的套用提供了理論和實驗依據。 4. 薄膜材料，製備研究了磁性薄膜YIG，介電薄膜BST和BTO，然後製備研究了YIG和BTO複合薄膜，複合薄膜具有優良的磁性能和電性能。 5. 針對L-L磁電複合模式，利用等效電路法，把磁、電、力統一到耦合方程中，得到對稱的等效電路，把磁電效應和逆磁電效應統一在一起；利用實驗條件，開展了磁性納米材料的研究，製備系列CoTex和NiTex，系統研究了這兩類材料納米結構、形貌和磁性能。
