Magnetoelectronics of Microwaves and Extremely High Frequencies in Ferrite Films pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ignatiev, Alexander A.

出品人:

页数:353

译者:

出版时间:2009-4

价格:$ 202.27

装帧:

isbn号码:9780387854564

丛书系列:

图书标签:

• Magnetoelectronics
• Ferrite Films
• Microwaves
• Extremely High Frequency
• Magnetic Materials
• Thin Films
• Electronics
• Physics
• Materials Science
• Spintronics

微波与极高频铁氧体薄膜磁电子学 概述 《微波与极高频铁氧体薄膜磁电子学》一书深入探讨了微波和极高频（EHF）频段下，铁氧体薄膜材料在磁电子学领域的应用。本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的理解，涵盖了从基本理论到前沿技术，再到实际器件应用的各个方面。内容聚焦于铁氧体薄膜独特的磁学特性如何被巧妙地转化为具有高性能的微波和EHF器件，以及这些器件在现代科技中的重要作用。本书特别强调了薄膜材料在微纳化、集成化和多功能化方面的优势，这在当前电子技术发展的潮流中尤为关键。 核心内容 本书的核心内容围绕铁氧体薄膜在微波和EHF频段下的磁电耦合效应展开。这包括但不限于以下几个关键领域： 铁氧体薄膜的制备与表征： 制备技术：本书详细介绍了当前主流的铁氧体薄膜制备技术，如脉冲激光沉积（PLD）、射频溅射、磁控溅射、分子束外延（MBE）以及溶胶-凝胶法等。对于每种技术，都将对其原理、工艺参数、优缺点以及对薄膜磁学和微波特性的影响进行深入分析。重点关注如何通过精确控制制备过程来获得具有特定晶体结构、组分分布、表面形貌和磁畴结构的薄膜，以满足不同应用的需求。 材料选择与设计：针对不同的微波和EHF应用，本书会讨论如何选择和设计合适的铁氧体材料。例如，针对低损耗需求，可能会推荐钇铁石榴（YIG）及其掺杂体系；而对于高场应用，则会关注钴基铁氧体等。材料的组分、微结构、缺陷以及界面效应都将被详细剖析。 表征技术：书中还将详细介绍用于表征铁氧体薄膜的各种先进技术，包括X射线衍射（XRD）用于分析晶体结构和取向，扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于观察微观形貌和结构，原子探针断层扫描（APT）和X射线光电子能谱（XPS）用于元素成分和化学态分析，磁力计（VSM）和超导量子干涉仪（SQUID）用于测量宏观磁学特性，以及振动样品磁力计（VSM）和爱泼斯坦-罗循环（SCL）等用于表征磁畴结构。此外，针对微波和EHF特性，还会介绍微波腔法、传输线法、矢量网络分析仪（VNA）等测量手段。 铁氧体薄膜的磁学特性： 基本磁学理论：本书将回顾铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性等基本磁学概念，并在此基础上深入讲解铁氧体材料的微观磁学起源，包括磁矩的来源（电子自旋和轨道运动）、交换相互作用、磁晶各向异性、磁畴形成与演化等。 薄膜效应：特别强调了铁氧体薄膜相对于块体材料所展现出的独特磁学效应，例如尺寸效应、界面效应、应力效应、表面各向异性等。这些效应会显著影响薄膜的矫顽力、饱和磁化强度、磁畴壁移动、磁共振频率以及磁导率等关键参数。 磁畴动力学：深入分析了磁畴的形成、排列、移动以及动态响应。这包括了磁畴壁的移动机制、反磁化过程、以及在微波和EHF激励下的磁畴结构演变。对磁畴动力学的理解是设计高性能磁电子器件的基础。 磁共振现象：详细阐述了铁氧体薄膜中的磁共振现象，包括法拉第磁共振（FMR）和反法拉第磁共振（AFMR）。重点分析了不同磁场、频率、温度以及材料参数对共振频率、共振线宽和共振强度的影响。这对于理解和设计磁共振吸收器、滤波器、移相器等器件至关重要。 微波与EHF频段下的磁电子学原理： 磁导率与介电常数：详细讨论了铁氧体薄膜在微波和EHF频段下的复磁导率和复介电常数。重点分析了磁导率的频率依赖性、各向异性以及与磁场和材料性质的关系。这直接决定了材料在电磁波传播、吸收和散射方面的性能。 旋磁性：深入讲解了铁氧体薄膜在外部磁场作用下对电磁波产生的旋磁效应。这将是理解铁氧体在隔离器、环形器、移相器、开关等非互易器件中应用的关键。 磁电耦合效应：阐述了铁氧体薄膜中可能存在的磁电耦合效应，即电场或应力能够影响其磁学特性，反之亦然。虽然在微波和EHF频段下，纯粹的磁电耦合相对较弱，但结合其他材料或结构，其在传感、调控等方面的潜力不容忽视。 非互易性：详细解释了铁氧体薄膜如何实现电磁波传播的非互易性，即在两个相反方向上传播的电磁波具有不同的传播特性。这是实现微波隔离器和环形器等关键器件的基础。 基于铁氧体薄膜的微波与EHF器件： 磁隔离器与环形器：详细介绍了基于铁氧体薄膜的磁隔离器和环形器的设计原理、工作模式和性能指标。重点讨论了如何利用薄膜材料的优势实现器件的微型化、宽带化和低损耗化。 相移器与调制器：阐述了铁氧体薄膜在相移器和调制器中的应用，包括移相原理、控制方式以及在相控阵雷达、电子对抗等领域的应用前景。 滤波器与频率选择表面（FSS）：分析了如何利用铁氧体薄膜的磁共振特性和可调谐性设计高性能的微波和EHF滤波器，以及如何将其集成到频率选择表面中实现电磁波的吸收、透射或反射的频率选择性控制。 吸波材料与隐身技术：探讨了铁氧体薄膜作为优良的吸波材料的潜力，以及如何通过设计薄膜的结构和组成来优化其吸波性能，应用于电磁兼容（EMC）和隐身技术。 传感器与探测器：介绍了利用铁氧体薄膜的磁学特性对外部磁场、应力、温度等参数进行感知的传感器设计，以及在EHF通信和遥感领域的应用。 低损耗传输线与耦合器：讨论了铁氧体薄膜在构建低损耗传输线和新型耦合器中的作用，以提高信号传输效率和器件集成度。 挑战与未来展望： 损耗问题：指出当前铁氧体薄膜在微波和EHF频段下仍然面临的损耗问题，并探讨了降低损耗的各种策略，包括材料优化、微结构控制、退火处理等。 集成化与微型化：讨论了如何将铁氧体薄膜器件与半导体电路进行高效集成，实现器件的微型化和片上系统（SoC）设计。 多功能化与智能化：展望了未来铁氧体薄膜器件向多功能化和智能化发展的趋势，例如结合机器学习和人工智能实现器件的自适应调控和优化。 新材料与新结构：探讨了新型铁氧体材料（如纳米晶、复合材料）以及新型薄膜结构（如多层结构、周期性结构）在突破现有性能瓶颈方面的潜力。 EHF频段的特殊性：特别关注了EHF频段（100 GHz以上）下铁氧体薄膜的挑战，包括电磁波的强衰减、对材料均匀性和精细结构的更高要求，以及新的应用场景（如太赫兹成像、高速通信）。 目标读者 本书适合于对磁电子学、微波工程、射频工程、材料科学、固态物理等领域感兴趣的研究人员、工程师、研究生和高年级本科生。对于希望了解铁氧体薄膜在先进微波和EHF器件中应用的科研人员和开发工程师，本书将提供宝贵的理论基础和技术指导。 本书特色 理论与实践相结合：本书不仅深入讲解了铁氧体薄膜磁电子学的基本理论，还详细介绍了各种器件的设计、制备和性能分析，将理论知识与实际应用紧密结合。 前沿性与系统性：内容涵盖了当前该领域的最新研究进展和发展趋势，同时又保持了极强的系统性，构建了一个完整、清晰的知识体系。 图文并茂，深入浅出：通过大量的图示、表格和公式，辅以清晰的语言解释，帮助读者更直观、深入地理解复杂的概念。 对EHF频段的特别关注：相较于许多同类书籍，本书对EHF频段的关注更为突出，深入探讨了该频段下铁氧体薄膜面临的挑战和机遇。 《微波与极高频铁氧体薄膜磁电子学》是一本集理论、实验、应用和前瞻性于一体的权威著作，将为读者打开通往高性能微波和EHF器件世界的大门，并激发他们在该领域的进一步探索和创新。

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