m型钡铁氧体及自偏置环形器的研究

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1、；＂’．Ｉ訪抗巧ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＮ！硕±学位论文１■：ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ苗产名￡１ＭＩ论文题目Ｍ型锁铁氧化及自偏置环形器的妍究业电子信息材料与元器件．学科专Ｉ挙号２０１２２１０３０６０９—ＩＩ作者姓王跃名指导教师刘颖力教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ，论文中不包含其他人

2、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：三、至文日期；＞乐年＾月］日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签

3、名；王疚导师签名：导Ｉ崎＾。〇日期；方年谷月／日分类号密级注1UDC学位论文M型钡铁氧体及自偏置环形器的研究（题名和副题名）王跃（作者姓名）指导教师刘颖力教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电子信息材料与元器件提交论文日期2015.03.25论文答辩日期2015.05.21学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THERESEARCHOFM-TYPEBARIUMFERRITEANDITSAPPLICATIONONSELF-BIASEDCIRCULATORSAMast

4、erThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectrotronicinformationmaterialsandcomponentsAuthor:WangYueAdvisor:Prof.LiuYingLiSchool:SchoolofMicroeclectronicsandSolid-stateelectronics摘要摘要电子信息技术的不断发展伴随着电磁频谱的不断扩展，微波通信技术的发展要求器件朝小型、轻量、集成化发展。M型钡铁氧体具高饱和磁化强度、大矫顽力和高剩磁比，通

5、过离子取代等方法还可有效调整磁晶各向异性场、饱和磁化强度等，是一种潜在的优良的毫米波材料，可用于自偏置器件设计。本论文主要探索了Co2+Zr4+、Co2+Ti4+、Zn2+Zr4+离子取代BaM中Fe3+离子对磁性能的影响，并基于M型钡铁氧体材料设计单Y结微带环形器，讨论了磁晶各向异性和剩余磁化强度对自偏置环形器的影响。XRD测试表明Co2+Zr4+、Co2+Ti4+、Zn2+Zr4+离子都能很好的取代BaM中的Fe3+离子，制备得到单一的物相，只有Co2+Zr4+离子掺杂量较大时出现了少量杂峰，同时发现衍射峰的峰位有微小的位移，这是由于取代离子半径与铁离子半径不同引起晶格畸变造

6、成的。从SEM图中可以发现Co2+Ti4+离子掺杂在相同条件下比其他两种掺杂制得的晶体颗粒更大，气孔更小，致密度更好。CoTi离子的掺杂有助于烧结的致密化。三种掺杂实验测得的比饱和磁化强度有很大的不同，在本论文实验的掺杂量下，Co2+Zr4+离子取代下比饱和磁化强度σs随着掺杂量的增加先是增加到58.5emu/g随后逐步下降到48.7emu/g。Co2+Ti4+离子取代下比饱和磁化强度σs则是随掺杂量增加一直下降，其最低值为47.8emu/g。Zn2+Zr4+离子取代下比饱和磁化强度σs则随掺杂量的增加一直增加到63emu/g。比饱和磁化强度的改变是BaM晶胞中部分Fe离子被取代

7、的结果。Co2+离子偏向于占据4f4+2位和4f1位，而Zr离子随掺入量的增多不仅占据4f2位还会占据12k位，Ti4+离子则优先占据2b位，Zn2+离子和Zr4+离子则喜占4f2位和2b位，这些离子占位的不同引起晶胞净磁矩的变化，从而引起比饱和磁化强度随掺杂量的增加呈现不同变化趋势。这些离子取代实验都使得BaM铁氧体磁晶各向异性较少，矫顽力下降，材料由永磁性向软磁性转变。通过对环形器结的电磁场分析推导出第一第二环形条件，据此采用电磁仿真软件HFSS设计了工作频率为20-28GH