一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111020499A(43)申请公布日2020.04.17(21)申请号201911244800.7(22)申请日2019.12.06(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人刘明周子尧赵亚楠胡忠强陈晨(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李晓晓(51)Int.Cl.C23C14/34(2006.01)C23C14/08(2006.01)C23C14/02(2006.01)C23C14/58(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法(57)摘要一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1，选用云母片作为基底，步骤2，将步骤1所准备的基底置于反应室内，进行铁氧体材料的沉积工作；步骤3，使用管式炉对薄膜进行后退火处理；步骤4，使用机械剥离的方式来分离薄膜和基底；本发明使用云母作为基底生长薄膜，因而制备的薄膜具有良好的柔性。本发明制备的薄膜线宽较低，且在经过管式炉后退火能够使线宽进一步降低。在不同弯曲条件下对铁氧体薄膜的微波特性进行了测试，验证了本发明方法可以制备出高质量的柔性微波铁氧体薄膜。CN111020499ACN111020499A权利要求书1/1页1.一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选用云母片作为基底，用手术刀以机械剥离的方式将云母剥开成两层或更多层，选取剥离产生的新表面用于沉积薄膜；步骤2，将步骤1所准备的基底置于反应室内，进行铁氧体材料的沉积工作；步骤3，使用管式炉对薄膜进行后退火处理；步骤4，使用机械剥离的方式来分离薄膜和基底。2.根据权利要求1所述的一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，云母片的厚度为0.02mm。3.根据权利要求1所述的一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，微波铁氧体材料包括：钇铁石榴石Y3Fe5O12(YIG)、钴铁氧体CoFe2O4、镍铁氧体NiFe2O4、镍锌铁氧体NiZnFe2O4或钡铁氧体BaFe12O19(BaM)。4.根据权利要求1所述的一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2具体包括：1)将基底被剥离后所产生的新表面用来沉积铁氧体薄膜，把基底固定在热台后，一同置于反应室内；2)依次使用机械泵、分子泵分阶段将反应室抽成真空状态，在反应室内气压≦10-5Pa时，通入氧气，调节氧气流速率，直至反应室内氧气的进出速率相同；3)在高能量、低频率的激光脉冲下进行薄膜的制备；在能量为0.1J/mm2～1.5J/mm2，频率为1～3Hz的激光脉冲下进行薄膜的制备。5.根据权利要求4所述的一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，使用弹性金属片形变状态下所产生的压力固定基底。6.根据权利要求1所述的一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3包括以下步骤：1)以1-5℃/min的速率升温至薄膜生长温度，并在激光沉积薄膜的过程中维持该温度；2)以1-5℃/min的速率降温，期间在700℃、500℃以及300℃分别保持恒温1小时；3)上述步骤完成后，让薄膜在沉积腔体中自然降温冷却。2CN111020499A说明书1/4页一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于柔性薄膜制备技术领域，特别涉及一种柔性微波铁氧体薄膜的制备方法。背景技术[0002]铁氧体是一类磁性氧化物材料，大多数铁氧体具有尖晶石、石榴石或六角型晶体结构，具有机械强度高、化学稳定性好、电阻率高、介电常数大、磁导率高等特点。由于高磁导率带来的低涡流损耗，铁氧体材料被广泛应用于高频电子和微波器件中。根据应用需求改变铁氧体的配方和工艺，其工作频率范围可从直流直到毫米波。从二十世纪中期开始，微波铁氧体材料为无线通讯领域带来了突破和发展，首先在军用雷达领域大放异彩，其次从军用走向民间，在通信、医疗、电子设备乃至航天等等领域都起到了极大的作用。微波铁氧体材料具有近红外波段高透过、低吸收、可调节的饱和磁化强度、微波频段内铁磁共振线宽窄等特点，单晶/多晶微波铁氧体材料已广泛地使用在雷达、人造卫星、导弹系统等军事领域以及电视通信等民用领域。微波铁氧体材料的制备通常有固相法、液相法、气相法三大类，固相法产量大、工艺简单，但易混入杂质且常常得到粉体而非薄膜，液相法与气相法则容易得到高纯度的薄膜，但工艺复杂且成品率低。[0003]近年来，柔性可穿戴设备渐渐走进人们的视野，工业界对具有良好性能的柔性微波铁氧体材料的需求也日益迫切。柔性微波铁氧体薄膜在具备柔性的同时也保留了良好的微波特性，是制造柔性无线通讯电子设备不可或缺的材料。然而，广泛使用的微波铁氧体材