新一代微波/毫米波器件用磁性薄膜材料的研究进展

　张怀武
电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都，610054

 　　磁性器件是微波/毫米波电子设备和系统中不可或缺的基础元器件。随着微波设备/系统向集成、高频化、模块化、小型多功能化的总体发展，微波磁性器件也需要向高频化、小型化、片式化和与半导体器件集成组件化方向发展。

　　到目前为止，绝大部分使用的微波磁性器件都是使用块状铁氧体材料的分立型元件，它们在微波电路中占据着很大的空间，尽管微波铁氧体器件在小型化方面取得了较大的进步，但是离整机和系统应用的要求相距甚远。要想使这类器件与微波集成电路匹配，以至与半导体器件和其它器件集成，最好是使用磁性薄膜。从目前的制备工艺来看，铁氧体材料需要在高温下结晶才能制成微波器件能用的薄膜，难与半导体工艺和MMIC（MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit）工艺兼容，而且还存在温度特性差，饱和磁化强度和磁晶各向异性场低，用作微波器件需要加很高的直流偏置磁场等缺点，

　　所以目前开发的高频可集成化磁性薄膜材料主要是金属磁性薄膜材料。

　　为了提高金属磁性薄膜材料的高频特性，现有的主要方法有：合理控制薄膜组分提高饱和磁化强度；通过控制制备工艺或后处理工艺提高薄膜的面内单轴各向异性；采用金属/绝缘物的颗粒或多层薄膜形式提高电阻率。通过这些方法制备的金属磁性薄膜的最高工作频率大多在～GHz左右。为了提高工作频率到～10GHz或更高，必须开发新型的磁性薄膜材料。

请关注以下几种新型微波/毫米波用磁性薄膜的最近研究进展：
(1).微波器件用铁磁/反铁磁交换耦合多层磁性薄膜材料；
(2).微波器件用硬磁/软磁弹性耦合多层磁性薄膜材料；
(3).毫米波器件用六角晶系铁氧体薄膜材料；
(4).毫米波器件用反铁磁薄膜材料；
(5).metamaterial基材料的微波/毫米波磁特性