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釔鐵石榴石鐵氧體 (YIG) 是一種在室溫中廣泛應(yīng)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(yīng)用價(jià)值的磁性材料, 不僅應(yīng)用于現(xiàn)代電子工業(yè)及信息產(chǎn)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(dǎo)器件、集成光學(xué)器件和磁光記憶領(lǐng)域都擁有巨大的應(yīng)用前景, 因此被廣泛研究.
陜西某實(shí)驗(yàn)室采用伯東 KRI 考夫曼射頻離子源 RFCIP220 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(duì)薄膜表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響.
伯東 KRI 射頻離子源 RFICP220 技術(shù)參數(shù):
離子源型號(hào) | RFICP220 |
Discharge | RFICP 射頻 |
離子束流 | >800 mA |
離子動(dòng)能 | 100-1200 V |
柵極直徑 | 20 cm Φ |
離子束 | 聚焦, 平行, 散射 |
流量 | 10-40 sccm |
通氣 | Ar, Kr, Xe, O2, N2, H2, 其他 |
典型壓力 | < 0.5m Torr |
長度 | 30 cm |
直徑 | 41 cm |
中和器 | LFN 2000 |
* 可選: 燈絲中和器; 可變長度的增量
射頻磁控濺射法是制備磁性薄膜為常用的方法之一, 其優(yōu)點(diǎn)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(diào)節(jié)濺射功率、濺射氣壓、氧氬比和濺射時(shí)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(jié)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(shí)間成正比增長; 在襯底溫度為500℃、濺射氣壓為1 Pa時(shí), YIG 薄膜表面較致密, 晶粒大小均勻; 沉積薄膜的化學(xué)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(shí), YIG 薄膜的化學(xué)組分與靶材化學(xué)計(jì)量比接近, 制備的YIG薄膜中存在一定量的 Fe2+ 和氧空位; 當(dāng)退火溫度為 750℃ 時(shí), 在氧氣中熱處理 40 min, 形成純的 YIG 相,飽和磁化強(qiáng)度為134emu/cm3.
KRI 離子源的功能實(shí)現(xiàn)了更好的性能, 增強(qiáng)的可靠性和新穎的材料工藝. KRI 離子源已經(jīng)獲得了理想的薄膜和表面特性, 而這些特性在不使用 KRI 離子源技術(shù)的情況下是無法實(shí)現(xiàn)的.
因此, 該研究項(xiàng)目才采用 KRI 考夫曼射頻離子源 RFCIP220 輔助濺射沉積工藝.
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上海伯東: 羅先生