フェライトめっき膜による次世代モバイル機器用電波吸収層の開発と高広帯域化

使用铁氧体镀膜的下一代移动设备电波吸收层的开发及高带宽开发

• 批准号: 14750227
• 负责人: 松下 伸広
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750227/
• 关键词: 伝導ノイズ抑制体; フェライトめっき膜; 高広帯域化; Ni-Zn-Coフェライト膜; 伝導ノイズ吸収特性; 反射特性; 電波吸収層; スピンスプレーフェライトめっき

Ni-Zn-Coフェライト磁性層をZnO中間層で挟んだ積層構造の伝導ノイズ抑制体を開発する予定であったが、積層膜の磁気特性や高周波透磁率特性を考慮した結果、単層膜によるノイズ吸収特性の高能率化ならびに高広帯域化を更に進めることにした。高能率化のためのMn^<2+>置換、高能率化と広帯域化の両立の為のCo^<2+>置換を、昨年度備品で導入した溶液マスフローコントローラにより精密に行った。Mn^<2+>置換では際だった特性改善に至らなかったが、Co^<2+>置換では、膜組成をNi_xZn_yCo_zFe_<3-x-y-z>O_4すると、高能率化を図る目的のz=0.035において、200MHzから3GHzと極めて広い周波数帯域で虚数透磁率がμ_r">30と高い膜の作製に成功した。また、高帯域化を図るためにz>0.1とした膜では、強磁性共鳴周波数f_rが1GHzを超えた。これらの作製条件を元にNi-Zn-Coフェライト膜をプリント基板上に堆積したところ、平坦なガラス基板上の膜と比べるとμ_r'=15〜30程度と透磁率が減少するも、f_r=800MHz〜2GHzと広帯域化し、3GHzを超えるものも作製可能であった。そこで2〜10μmの膜をプリント基板上のマイクロストリップラインに直接堆積して伝導ノイズ抑制効果を評価すると、わずか3μm厚のNi-Zn-Coフェラィト膜でも5GHzにおけるノイズ吸収特性特性ΔP_<loss>が60〜70%と市販されているシート型のノイズ抑制体(50μm)の30%の倍以上と、膜厚あたりの吸収能率としては30倍以上の特性を得ることができた。反射特性S_<11>も-10dB以下と市販品と同程度かそれ以下であり、極めて優れたGHz帯域伝導ノイズ抑制体の作製に成功した。本研究は上述の様に当初の目的を達成した以外に、フェライトめっき膜はその複雑な磁区構造から残留磁化状態によって透磁率値や周波数スペクトルの形状が変化するものの伝送信号損失には影響を与えないことや、低周波領域でも磁壁が殆ど動かず、透磁率はスピンからの寄与のみによることを確認し、フェライトめっき膜が高周波領域で優れた透磁率特性を得る仕組みを明かとした。

Ni - zinc - Co フ ェ ラ イ を ト magnetic layer ZnO layer で carry ん だ laminated structure の 伝 guide ノ イ ズ inhibition of を open 発 す る designated で あ っ た が, laminated film の magnetic 気 や high frequency magnetic penetration rate characteristics を consider し た results, 単 membrane に よ る ノ イ ズ 収 absorption features の high duty な ら び に high hiroo 帯 を domain changes more に into め る こ と に し た. High duty の た め の Mn ^ 2 + > < displacement, high energy と hiroo 帯 domain change の struck made の の Co ^ 2 + < > replacement を, yesterday's annual spare で import し た solution マ ス フ ロ ー コ ン ト ロ ー ラ に よ り line precision に っ た. Mn ^ 2 + < > replacement で は interstate だ っ た features to improve に ら な か っ た が, Co ^ 2 + < > replacement で は, membrane composition を Ni_xZn_yCo_zFe_ < 3 - x - y - z > O_4 す る と, high-energy を 図 る purpose の z = 0.035 に お い て, 200 MHZ か ら 3 GHZ と extremely め て hiroo い cycle for 帯 domain Youdaoplaceholder0 imaginary magnetic permeability がμ_r">30と high <s:1> film <s:1> fabrication に successful <s:1> た. ま た, high 帯 domain を 図 る た め に z > 0.1 と し た membrane で は, strong magnetic resonance frequency count f_r が 1 GHZ を super え た. こ れ ら の cropping conditions を yuan に Ni - zinc - Co フ ェ ラ イ ト membrane を プ リ ン ト substrate に accumulation し た と こ ろ, flat な ガ ラ ス substrate の membrane と than べ る と mu _r '= 15 ~ 30 degree が と through magnetic rate reduced す る も, f_r = 800 MHZ to 2 GHZ と hiroo 帯 domain し, 3 GHZ を super え る も の も cropping could で あ Youdaoplaceholder0. そ こ で 2 ~ 10 microns の membrane を プ リ ン ト substrate の マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ ラ イ ン に direct stacking し て 伝 guide ノ イ ズ inhibition of unseen fruit を review 価 す る と, わ ず か 3 microns thick の Ni - zinc - Co フ ェ ラ ィ ト membrane で も 5 GHZ に お け る ノ イ ズ 収 characteristic absorption characteristics Δ P_ < loss > 60 ~ 70% と が city dealers さ れ て い る Type シ ー ト の ノ イ ズ inhibition (50 microns) の と の times above 30%, the film thickness あ た り の 収 electrical absorption と し て は more than 30 times の features を must る こ と が で き た. Reflection characteristics of S_ < 11 > も - under 10 db と city vendor product と with degree か そ れ following で あ り, extremely め て optimal れ た GHz 帯 domain 伝 guide ノ イ ズ inhibition of の cropping に successful し た. This study は の above others in に の original purpose を reach し た に, フ ェ ラ イ ト め っ き membrane は そ の complex 雑 な magnetic structure か ら residual magnetization state に よ っ て through numerical や cycle for the magnetic rate ス ペ ク ト ル の shape が variations change す る も の の 伝 send signal loss に は influence を and え な い こ と や, low frequency domain で も が perilous ど dynamic magnetic wall か ず, through magnetic rate は ス ピ ン か ら の send の み に よ る こ と を confirm し, フ ェ ラ イ ト め っ き membrane が high frequency domain で optimal れ た through magnetic characteristics を must る shi group み を Ming か と し た.

项目成果

Nobuhiro Matsushita et al.: "Ni-Zn-Co ferrite films prepared at 90℃ having μ'=30 at 3GHz"IEEE Transactions on Magnetics. 38[5]. 3111-3113 (2002)

Nobuhiro Matsushita 等人：“在 90℃ 下制备的 Ni-Zn-Co 铁氧体薄膜，在 3GHz 下 μ=30”，IEEE Transactions on Magnetics 38[5] 3111-3113 (2002)。

N.Matsushita, M.Tada, M.Shigemori, M.Abe: "High Deposition Rate Obtained for Spin-sprayed Ni-Zn Ferrite Films without Using Ammonia Ions"IEEE Transactions on Magnetics. 40・4(tp be published). (2004)

N.Matsushita、M.Tada、M.Shigemori、M.Abe：“在不使用氨离子的情况下获得旋转喷涂镍锌铁氧体薄膜的高沉积率”IEEE Transactions on Magnetics 40・4（即将出版）。 2004）

松下伸広 他3名: "磁気共鳴周波数が1GHzを越えるNi-Znフェライトめっき膜"日本応用磁気学会誌. 26[4]. 475-478 (2002)

Nobuhiro Matsushita等3人：“磁共振频率超过1GHz的Ni-Zn铁氧体镀膜”日本应用磁学学会杂志26[4]475-478（2002）。

Nobuhiro Matsushita et al.: "High rate, low-temperature (90℃) deposition of Ni-Zn ferrite films highly permeable in Gigahertz range"IEEE Transactions on Magnetics. 38[5]. 3156-3158 (2002)

Nobuhiro Matsushita 等人：“千兆赫范围内高磁导率的镍锌铁氧体薄膜的高速率、低温 (90℃) 沉积” IEEE Transactions on Magnetics 38[5] 3156-3158 (2002)。