Electro-infiltrated nickel/iron-oxide and permalloy/iron-oxide nanocomposites for integrated power inductors
Electro-infiltrated nickel/iron-oxide and permalloy/iron-oxide nanocomposites for integrated power inductors
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用于集成功率电感器的电渗透镍/氧化铁和坡莫合金/氧化铁纳米复合材料
DOI：
10.1016/j.jmmm.2019.165718
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发表时间：
2020
影响因子：
2.7
通讯作者：
Arnold, David P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smith, Connor S.;Savliwala, Shehaab;Mills, Sara C.;Andrew, Jennifer S.;Rinaldi, Carlos;Arnold, David P.
磁性纳米复合材料对于包括功率电感器和变压器的应用是令人感兴趣的，其中期望组合的大带宽、低损耗和相对高的磁导率。这项工作演示了镍/氧化铁纳米复合材料的制造，高达~3 μm厚，坡莫合金/氧化铁纳米复合材料，高达~1 μm厚，使用电渗透工艺，其中氧化铁纳米颗粒膜中的空隙被电镀金属填充。测量结果表明，磁性纳米复合材料表现出混合磁性能：适度的高磁导率和饱和归因于金属基体相，但具有增加的带宽归因于氧化铁夹杂物相。在10 MHz下，镍/氧化铁纳米复合材料表现出约23的相对磁导率，损耗角正切约为0.1;坡莫合金/氧化铁纳米复合材料表现出约136的相对磁导率，损耗角正切约为0.15。
Magnetic nanocomposite materials are of interest for applications including power inductors and transformers, where a combined large bandwidth, low loss, and relatively high permeability are desired. This work demonstrates the fabrication of nickel/iron-oxide nanocomposites, up to ~3 μm thick, and permalloy/iron-oxide nanocomposites, up to ~1 μm thick, using an electro-infiltration process, whereby the voids in an iron-oxide nanoparticle film are filled with electroplated metal. Measurements show that the magnetic nanocomposites exhibit hybrid magnetic properties: modestly high permeability and saturation attributed to the metal matrix phase, but with an increased bandwidth attributed to the iron-oxide inclusion phase. At 10 MHz, the nickel/iron-oxide nanocomposite material exhibits a relative permeability of ~23, with a loss tangent around 0.1; the permalloy/iron-oxide nanocomposite exhibits a relative permeability of ~136, with a loss tangent around 0.15.
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