锰锌铁氧体的磁电容效应

摘要

磁电容效应是指通过外加磁场改变材料电容值的现象，其产生机制主要包括两类:本征效应和非本征效应。传统的研究认为，对于一给定的材料，磁电容效应的产生机制通常是单一的，即本征效应或非本征效应。而近年来的一些报导则认为，对于某些铁氧体材料，如Y3Fe5-xTixO12+x/2，其磁电容效应的产生机制可能同时包括本征效应和非本征效应，且在不同条件下，如不同温度和不同测量频率下，本征效应和非本征效应分别对磁电容的产生起主导作用。因此，有必要在不同条件下对磁电容效应进行系统研究。
　　本文在室温条件下，在不同测量频率范围内，对初始磁导率为μi=5k到15k的锰锌铁氧体样品的磁电容效应进行系统研究，结果同时观察到本征效应和非本征效应。理论分析显示，在低频区和高频区，磁电容效应的产生机制有所不同:在低频区，虽然非本征效应对磁电容的产生起主导作用，但本征效应也会对磁电容的产生有一定影响，所以磁电阻越大并不意味着磁电容也越大;而在高频区，非本征效应受到抑制，只有本征效应对磁电容的产生有贡献，因此磁电容随磁导率的增大而增大。进一步分析得出，本征效应和非本征效应之间具有竞争平衡的关系，两者在不同条件下，如不同磁导率和不同测量频率下，分别对磁电容起主导作用。同时，以初始磁导率为μi=15k且具有一系列不同尺寸的锰锌铁氧体薄片为样品，对磁电容与样品尺寸之间的相关性进行了研究。结果显示，在一定频率范围内，负磁电容值随样品厚度和横截面积的减小而增大。理论分析认为，磁电容值与样品厚度的相关性是由漏电流导致的，而与样品横截面积的相关性则由损耗发热导致。
　　通过本课题的研究，对锰锌铁氧体的磁电容效应有了全新的认识，明确了不同条件对磁电容效应的影响，从而对铁氧体微波器件的设计和制造具有一定的指导意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 课题来源及主要内容

1．4 本章小结

第二章 锰锌铁氧体磁电容效应的基础理论

2．1 锰锌铁氧体的晶体结构及金属离子分布

2．1．1 晶体结构

2．1．2 金属离子分布

2．2 锰锌铁氧体烧结过程中的离子变价

2．2．1 高温烧结过程中的离子变价

2．2．2 冷却过程中的离子变价

2．3 磁晶各向异性和磁致伸缩

2．3．1 磁晶各向异性

2．3．2 磁致伸缩

2．4 提高锰锌铁氧体初始磁导率的途径

2．5 电介质的极化机制

2．5．1 电子位移极化

2．5．2 离子位移极化

2．5．3 偶极子转向极化

2．5．4 空间电荷极化

2．5．5 偶极极化

2．6 锰锌铁氧体的技术磁化理论

2．7 本章小结

第三章 锰锌铁氧体磁电容效应的实验研究

3．1 磁电容效应产生机制的探究

3．2 磁电容与样品尺寸相关性的研究

3．3 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢