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釔鐵石榴石鐵氧體 (YIG) 是一種在室溫中廣泛應用的亞鐵磁性材料, 由于其鐵磁共振線寬窄、電阻率高、高頻損耗小以及具有較高的法拉第旋光效率和較低的傳播損耗, 是一種具有潛在應用價值的磁性材料, 不僅應用于現(xiàn)代電子工業(yè)及信息產業(yè)的微波器件中,如環(huán)形器、隔離器等,而且在非互易波導器件、集成光學器件和磁光記憶領域都擁有巨大的應用前景, 因此被廣泛研究.
陜西某實驗室采用伯東 射頻磁控濺射沉積方法在 SrTiO3基片上制備 YIG 薄膜, 研究不同濺射參數(shù)對薄膜表面形貌、微觀結構和磁性能的影響.
伯東 KRI RFICP220 技術參數(shù):
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型號 |
RFICP220 |
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Discharge |
RFICP 射頻 |
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離子束流 |
>800 mA |
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離子動能 |
100-1200 V |
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柵極直徑 |
20 cm Φ |
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離子束 |
聚焦, 平行, 散射 |
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流量 |
10-40 sccm |
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通氣 |
Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
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典型壓力 |
< 0.5m Torr |
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長度 |
30 cm |
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直徑 |
41 cm |
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中和器 |
LFN 2000 |
* 可選: 燈絲中和器; 可變長度的增量
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射頻磁控濺射法是制備磁性薄膜最為常用的方法之一, 其優(yōu)點是沉積溫度低,可以獲得均勻致密、大面積的薄膜,沉積過程中通過調節(jié)濺射功率、濺射氣壓、氧氬比和濺射時間等參數(shù),從而改變薄膜厚度、晶粒尺寸, 得到高性能的薄膜材料.
結果表明:
在其他濺射參數(shù)不變的情況下, 薄膜的厚度隨濺射時間成正比增長; 在襯底溫度為500℃、濺射氣壓為1 Pa時, YIG 薄膜表面較致密, 晶粒大小均勻; 沉積薄膜的化學組分受氧分壓的影響較大, 與靶材成分相比有一定偏差. 濺射氣體為純氬氣時, YIG 薄膜的化學組分與靶材化學計量比接近, 制備的YIG薄膜中存在一定量的 Fe2+ 和氧空位; 當退火溫度為 750℃ 時, 在氧氣中熱處理 40 min, 形成純的 YIG 相,飽和磁化強度為134emu/cm3.
KRI 的獨特功能實現(xiàn)了更好的性能, 增強的可靠性和新穎的材料工藝. KRI 已經獲得了理想的薄膜和表面特性, 而這些特性在不使用 KRI 技術的情況下是無法實現(xiàn)的.
因此, 該研究項目才采用 輔助濺射沉積工藝.
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