短路微带线法测量磁性薄膜材料的复磁导率

摘要

磁性薄膜可以广泛应用于高速电子工业的各个领域，比如：信息存储，电磁兼容，磁场传感器，微波通讯器件等。随着磁性薄膜器件向小型化和向高频应用方向发展，获得测试磁性在薄膜高频下的电磁参数显得尤为重要。
　　磁性材料的高频特性，温度特性以及其铁磁共振线宽等指标都是目前国内外研究的重点内容之一。而磁性材料的复磁导率是材料的基本参数，它的准确测量是磁性器件的研究、设计和应用的关键。本文即针对磁性材料的复磁导率的测量技术，展开了如下工作：
　　论文首先依据传输线理论对短路微带线法的计算公式进行了推导，并通过电磁仿真软件HFSS对测量模型进行了仿真分析，根据仿真结果验证了该测试方法的可行性。然后具体的研究了测试过程中样品的尺寸以及放置位置的影响。结果表明：测试夹具的微带线的上导体的宽度为5 mm；空气介质层厚度为1 mm；承载样品薄膜的基片的厚度不能太厚，本文中选择厚度为0.5 mm，基片的宽度应该大于微带线的上导体的宽度，本文中选择为10 mm；介质基片紧靠着短路面放置。
　　然后通过对NiFe薄膜样品的测试，成功提取了薄膜样品的复磁导率，通过对复磁导率的测试，发现经过加热处理的NiFe薄膜由于各向异性场的变小，其铁磁共振频率较低；且当外加静磁场时，铁磁共振频率点会随着静磁场强度的增大而变大；本文所设计的测量方法提取的各向异性薄膜的复磁导率的值与新加坡国立大学的测量结果基本吻合。
　　最后利用Matlab的Guide，制作了一个图形化界面，并展示了该界面的操作过程，实现了对测量数据的读取、分析、计算、作图的可视化。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 选题依据

1.2 国内外进展

1.3 论文结构安排

第二章 理论基础

2.1 磁性薄膜的复磁导率

2.2 传输线理论

2.3 微带线基本理论

第三章 测试结构设计与仿真

3.1 微带线反射法的计算模型

3.2 测量模型

3.3 模型仿真结果

3.4 测试夹具分析

3.5 本章小结

第四章 测试数据与分析

4.1 测试结果

4.2不同磁场下的磁导率测试

4.3 各向异性薄膜的复磁导率的测量

4.4 本章小结

第五章 图形化测试软件界面的设计

5.1 Matlab Guide简介

5.2 Guide图形化界面的设计

5.3 Guide图形化界面展示

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果