摘要
尖晶石型软磁铁氧体具有高电阻率、低损耗、较宽的适用频率范围、良好的化学稳定性等优点，在电子器件、通讯设备、计算机等领域得到了广泛的应用。随着器件不断向小型化、片式化、高性能化等方向发展，软磁铁氧体薄膜化也成为一种必然趋势。镍锌系铁氧体作为在高频应用中性能最好的软磁材料，其薄膜除了具备块材的优良特性之外，根据双各向异性模型，其共振频率有望进一步提高。对于尖晶石型铁氧体，相结构的好坏对磁性能有最直接的影响，如何更简便地获得高结晶性的镍锌系铁氧体薄膜成为了一个关键。因此，本论文利用射频磁控溅射在室温下制备了镍锌系铁氧体薄膜，并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计、矢量网络分析仪等表征手段，对样品的结构、形貌和磁性进行了表征，得到了以下主要结果： 1.室温磁控溅射制备取向多晶镍铁氧体（NiFe2O4）薄膜及其性质。利用商用的镍铁氧体靶材，探讨了靶距、溅射气氛、溅射功率和溅射气压这四种在磁控溅射中可控的溅射条件对薄膜结构的影响；并通过室温磁控溅射在玻璃上直接沉积获得结晶性良好且择优取向为（400）的单相多晶镍铁氧体薄膜，无需在溅射过程中加热基片或是进行后续热处理。 2.室温磁控溅射制备单晶镍铁氧体（NiFe2O4）薄膜及其性质。利用自制的镍铁氧体靶材，通过室温磁控溅射在钛酸锶（SrTiO3）、氧化镁（MgO）、铌镁酸铅-钛酸铅（PMNPT)等单晶基片上直接沉积获得单晶镍铁氧体薄膜，这是此前尚未被报道过的，不仅为实验室获得尖晶石型单晶铁氧体薄膜提供了新方法，无需加热的制备过程也减少了单晶镍铁氧体薄膜在片式电子器件中的应用限制；其中，沉积在（110）方向的PMNPT单晶基片上、厚度为500nm的单晶镍铁氧体薄膜，室温下测得饱和磁化强度为185emu/cc，其共振频率被提高到4.95GHz，符合双各向异性模型的预测。 3.室温磁控溅射制备多晶镍锌铁氧体（Ni0.3Zn0.7Fe2O4）薄膜及其性质。利用商用的镍锌铁氧体靶材，采用先前试验出的溅射条件，同样可以通过室温磁控溅射在硅基底上直接沉积获得结晶性良好且具有媲美块体饱和磁化强度的多晶镍锌铁氧体薄膜，这说明摸索出的室温磁控溅射条件对于尖晶石型铁氧体，尤其是镍锌系铁氧体，具有普适性；其磁导率实部为7.3，共振频率为4.26GHz，超过文献报道的数值。
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