《磁性材料及器件》2023年2期-荐读
团队介绍
张怀武老师，电子科技大学微电子与固体电子学院教授、博士生导师、院长。从事电子信息科学与技术领域的基础理论材料、器件、系统研究工作。国家杰出青年基金获得者，国家自然基金委创新群体带头人，国家973首席科学家，教育部首批**创新团队带头人，全国优秀教师，享受国务院特殊津贴专家，四川省科技杰出贡献奖获得者，四川省杰出创新人才奖获得者，四川省学术技术带头人，四川省“高等学校教学名师奖”获得者。获国家技术发明奖1项，国家科技进步奖2项，国家教学成果二等奖1项，国家“创新争先”10大团队奖牌，何梁何利科技进步奖，国防技术发明一等奖1项，教育部自然、科技进步一等奖2项，四川省科技进步一等奖4项等。授权发明专利120多项，转让20多项。发表SCI论文400多篇，SCI引用达1万人次以上，出版著作6本。在产学研方面，发明第五代低功率铁氧体磁芯材料，研创三大LTCC射频及微波电磁材料系列，设计和研制出全频段几十个品种的LTCC集成器件。建成多条生产线，推动了中国磁性材料与元器件行业的发展。
文章导读
太赫兹调制器是实现太赫兹通信、成像、传感等应用的关键。基于石墨烯的场效应晶体管太赫兹调制器可以通过栅极电压改变石墨烯费米能级，释放更多的电子态，导致对太赫兹波的吸收增强，从而可实现对太赫兹波的幅值调制。论文制备了石墨烯/锰锌铁氧体/硅(graphene/MnZn ferrite/Si) 结构的太赫兹调制器件。其在太赫兹波段的透射可以通过源-栅电压来调制。当栅极电压Vsg为-25 V时，垂直膜面磁场从20 Oe增大到200 Oe，复折射率和复介电常数的实部随之增高。由于锰锌铁氧体薄膜的反常塞曼效应和各向异性磁电阻效应引起薄膜整体电导率和折射率的变化，实现了外加磁场对太赫兹波相位的调制。
关键词：锰锌铁氧体薄膜；太赫兹波；相位调制
文章配图
图1 器件结构示意图
图2 对应不同溅射功率的锰锌铁氧体薄膜的XRD谱
图3 不同溅射气压下溅射的锰锌铁氧体薄膜特性：(a)XRD谱，(b)磁滞回线，(c)磁性能随溅射气压的变化，(d)磁性能随氧分压的变化
图4 对应不同基片温度制备的薄膜的(a)XRD谱及(b)磁滞回线
图5 对应不同基片温度制备的薄膜的微观形貌(AFM照片)：(a)50 ℃, (b)250 ℃
图6 石墨烯/MnZn铁氧体/Si的太赫兹磁场调制作用(Vsg为-25 V)：(a)折射率实部，(b)介电常数实部，(c)反射率，(d)透射率
图7 对应不同外磁场石墨烯/MnZn铁氧体/Si频域相位随频率的变化
文章结论
本文对磁控溅射锰锌铁氧体薄膜的溅射功率、溅射气压、基片温度等工艺进行了详细研究。在此基础上，制备了石墨烯/MnZn铁氧体/Si结构的太赫兹调制器件。石墨烯/MnZn铁氧体/Si结构的器件在栅极电压Vsg=-25 V时，垂直膜面磁场从20 Oe增加到 200 Oe，复折射率和复介电常数的实部随之增打，虚部无明显变化。由于锰锌铁氧体薄膜的反常塞曼效应和各向异性磁电阻效应引起薄膜整体电导率和折射率的变化，实现了外加磁场对太赫兹波相位的调制。
引文格式
魏苗清, 金立川, 李颉, 等. 石墨烯/锰锌铁氧体/硅薄膜特性及其太赫兹波的磁场调制作用[J]. 磁性材料及器件, 2023, 54(2): 1-5.
WEI Miao-qing, JIN Li-chuan, LI Jie, et al. Properties of Graphene/Mn-Zn ferrite/silicon thin films and modulation effects of magnetic field to terahertz wave [J]. Journal of Magnetic Materials and Devices, 2023, 54(2): 1-5.
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