纳米磁性薄膜微波磁谱测试方法研究

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随着科学技术的发展,磁性纳米薄膜材料已经广泛应用于高速电子工业的各个领域,而目前磁性薄膜材料的应用已进入微波频段,如何在微波频段准确测量材料的高频电磁参数,在磁性薄膜的研究中显得尤为重要。对磁性薄膜材料而言,复磁导率是表征材料电磁特性的重要参数,是决定磁性薄膜材料适用性的重要因素之一。因而在纳米磁性薄膜材料研究中提出了对该类薄膜磁谱进行准确测量的迫切要求。  本文就磁性纳米薄膜复磁导率的测试这一课题展开研究,通过对国内外薄膜材料的测试方法进行比较分析,最终选用反射式短路微带法对磁性纳米薄膜的复磁导率进行测试。基于传输线理论推导了短路微带线夹具测量磁性薄膜复磁导率的计算公式,同时提出了三步法的测量步骤。  利用电磁仿真软件HFSS对短路微带测试夹具进行了模拟仿真,仿真计算得到的薄膜材料的复磁导率与理论值基本一致,间接地验证了测试方案的正确性和可行性。  基于VEE虚拟仪器开发平台,完成了对薄膜复磁导率自动测试系统软件的设计,实现了对测量数据的读取、分析、计算、作图的自动化测试过程。  基于仿真模型,加工制作出了短路微带测试夹具,并在0.1GHz-6GHz频率范围内对两种FeCo基的纳米磁性薄膜样品进行测试。将实验测试结果与成都电子科技大学测试结果进行对比,复磁导率谱线吻合,结果理想,从而再次验证了整个测试结果的准确性。对影响测试结果的几个主要因素进行分析,如电磁屏蔽、比例系数k、校准以及样品位置等因素,提出了具体的解决方法,从而进一步提高了测试的精度。
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