發(fā)布時間：2019-11-14 21:11

【摘要】：隨著航空航天的發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開始研究薄膜的輻射穩(wěn)定性,分析輻射導(dǎo)致器件失效的機(jī)理,尋找提高抗輻射能力的方法。MnZn薄膜屬于尖晶石結(jié)構(gòu),具備高飽和磁化強(qiáng)度Ms等特點(diǎn),在器件中引入MnZn薄膜能減小器件的體積,促進(jìn)器件的小型輕量化發(fā)展。通過研究制備MnZn薄膜的工藝,最終制備出性能優(yōu)異的薄膜,使MnZn薄膜更加靈活的運(yùn)用于電感器、變壓器、磁記錄材料等微電子器件。由于MnZn薄膜表面具有納米級顆粒,在航空航天環(huán)境中薄膜受到輻射的影響將不同于塊材材料,這將極大影響到器件的可靠性、壽命等。由于γ輻射會在材料內(nèi)部產(chǎn)生缺陷,MnZn薄膜在γ輻射條件下,微觀結(jié)構(gòu)和磁性性能會受到一定影響。研究不同總劑量、不同劑量率γ輻射對薄膜性能的影響,對MnZn薄膜運(yùn)用于航空航天具有重要意義。首先,論文從薄膜制備工藝入手,研究磁控濺射系統(tǒng)中濺射功率、濺射氣壓、基片溫度、基片種類對MnZn薄膜性能的影響。結(jié)果表明:在濺射功率160 W、適宜的濺射氣壓0.6 Pa、單晶Si(100)基片上制備得到的薄膜具有較優(yōu)的磁性性能與微觀結(jié)構(gòu),其磁化強(qiáng)度為192 kA/m,可用于后續(xù)退火及輻射研究。接著,研究常壓退火和真空退火下薄膜性能的變化。結(jié)果表明,真空退火后薄膜磁性能大為提高,在真空中薄膜的最佳退火溫度點(diǎn)為550℃。在真空退火下模擬研究不同保溫時間薄膜的晶粒生長動力學(xué),研究結(jié)果表明:真空退火溫度為550℃,保溫時間為(0-30 min)時,其TPRE晶粒生長動力學(xué)方程為:/106.5exp(43.903.9GRTKtGn′-=- 。最后,研究不同總劑量和不同劑量率γ輻射對MnZn薄膜性能的影響。研究結(jié)果表明:薄膜磁化強(qiáng)度、晶格常數(shù)、晶粒尺寸隨著γ輻照的總劑量的增加而減小,在總劑量25×104 Gy輻照下,磁化強(qiáng)度降低、晶格常數(shù)減小、晶粒尺寸減小、表面粗糙度增大。不同劑量率γ輻照下薄膜磁化強(qiáng)度降低,劑量率為38 Gy/min時,薄膜磁化強(qiáng)度降低3%,劑量率為152 Gy/min時,薄膜磁化強(qiáng)度降低33.3%。分析其原因是由于γ輻照過程中γ+Fe2+→Fe3++e (Fe2+=0.76?,Fe3+=0.64?),導(dǎo)致晶格結(jié)構(gòu)和磁性性能發(fā)生改變,而微觀表面的變化則是由于γ射線與表面發(fā)生碰撞而產(chǎn)生輻射損傷。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2

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本文編號：2560994