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作为一种环行传输微波信号的器件,微波环行器广泛应用手机、移动基站、相控阵雷达等各种民用与军用设备中。随着单片微波集成电路的快速发展,研制体积更小,重量更轻的小型化环行器是环行器发展的必然趋势。微带薄膜环形器具有体积小、重量轻、结构简单、生产成本低等优点,受到广大研究人员的青睐。钇铁石榴型铁氧体(Y3Fe5O12, YIG)是一种亚铁磁性材料,具有铁磁共振线宽窄、电阻率高、高频损耗小、优良的旋磁效应而被广泛的使用于环形器中。YIG薄膜质量的高低将直接影响薄膜环形器性能的好坏,所以如何制备高质量的YIG薄膜急需解决。本文将利用PLD技术在Si基片以及GGG基片制备YIG薄膜,并利用HFSS软件对微带薄膜环形器进行仿真设计。其主要内容如下:(1)分别利用化学共沉淀法和固相球磨法制备YIG粉体,并烧结得到YIG靶材。研究了Y与Fe离子的原子计数比、PH值、煅烧温度与时间对共沉淀法得到的YIG粉体性质的影响。通过XRD、SEM、VSM等测试分析,比较了用化学共沉淀法以及固相法制备的YIG靶材的性能差异。(2)利用脉冲激光沉积(PLD)在单晶Si面上沉积YIG薄膜。首先初步的研究了氧压以及退火温度对薄膜性能的影响,然后在缓冲层的基础上深入的研究了氧压、基片温度、退火温度对薄膜性能的影响,并研究了缓冲层对薄膜性能的影响。(3)利用脉冲激光沉积在单晶GGG(444)基片上沉积YIG薄膜。研究了氧压对YIG薄膜性能的影响。(4)利用HFSS软件对微带薄膜环形器进行仿真设计。研究了薄膜与衬底的厚度比对环形器的带宽的影响。得到以下结论:(1)对于共沉淀法制备YIG靶材,小范围变动原子计数比并不会影响YIG粉体的纯度,PH越大越利于YIG的合成,搅拌、超声波以及PEG能减小团聚现象,750oC下煅烧7小时能得到颗粒最小,比表面积最大,活性最高的YIG粉体。最后经过压制,1350oC下烧结得到优质的YIG靶材,通过VSM、SEM、EDS分析得到YIG靶材致密性好,Ms与理论值接近,没有任何杂质。对于固相法制备YIG靶材,在950oC下预烧,1350oC下烧结得到的靶材相比于共沉淀法虽然含有不足5%的杂相、颗粒略大、Ms略小、纯度略差等,但具有操作简单易行,利于环保,且可大批量生产等优点。所以通过综合考虑,决定采用固相法制备的靶材。(2)在Si表面制备YIG薄膜,得到氧压为4Pa,基片温度为750oC,退火温度为750oC,缓冲层采用CeO2/YSZ以及三层(YAG/YAIG/YIG)low-temperature复合缓冲层的条件下制备薄膜共振线宽最小(7Oe)、饱和磁化强度最接近理论磁性(139emu/cm3)、表面粗糙度最小、结晶性最好、结晶颗粒最为均匀、最大无裂纹厚度最大等特性。(3)在GGG(444)表面制备YIG薄膜,得到当氧压较小时,薄膜难以结晶,当氧压达到1Pa时,YIG薄膜呈现单晶形式,当氧压达到甚至超过4Pa后,薄膜呈现高度取向的多晶薄膜。(4)利用HFSS对微带薄膜环形器仿真中,得到通过提高薄膜与衬底的厚度比可以显著的提高带宽。