基于FeCrAl材料的太赫兹宽谱源研究

发布时间：2018-01-12 09:41

  本文关键词：基于FeCrAl材料的太赫兹宽谱源研究　出处：《西南科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 太赫兹技术 太赫兹宽谱源 FeCrAl 磁控溅射 薄膜

【摘要】：太赫兹技术作为一交叉前沿学科,在化学分析、安全检测、空间无线通信和医学成像等领域具有巨大的潜在应用价值。制备高强度、宽频谱、低成本太赫兹源成为目前研究的焦点。铁磁材料在热退磁过程中,可以产生太赫兹辐射,FeCrAl合金作为一种优良的电热磁性材料,有望成为新一代太赫兹宽谱源。本论文以FeCrAl材料(合金丝和合金薄膜)为研究对象,对其太赫兹辐射原理进行了探究,并系统的研究其不同表面状态、成分比例、电学和磁学性能对太赫兹光谱辐射特性的影响。主要工作和研究结果如下:(1)对FeCrAl合金丝表面分别采用物理和化学方法进行处理,研究不同表面状态对太赫兹辐射性能的影响,并探究其原因。结果表明:采用不同方法处理的FeCrAl合金丝表面粗糙度和氧化物含量不同,且表面氧化层厚度最高为5?m;太赫兹光谱测试结果显示FeCrAl合金丝作为THz辐射源,产生波数范围为100-500cm-1的太赫兹宽谱;随着Fe CrAl合金丝表面粗糙度增加,太赫兹光谱强度降低;随着FeCrAl合金丝表面氧化物和碳化物含量增加,太赫兹光谱辐射强度减弱,并且出现红移现象。(2)采用磁控溅射镀膜技术制备以Si为基底的FeCrAl薄膜,对样品进行结构性能表征,研究FeCrAl薄膜样品的不同成分比例、表面状态以及电学和磁学性能对太赫兹辐射性能影响,并探究其原因。结果表明:随着磁控溅射功率的增加,FeCrAl薄膜样品表面颗粒尺寸增大,Fe,Cr,Al成分含量增加,样品的饱和磁化强度先增加后降低;太赫兹光谱测试结果表明:FeCrAl薄膜产生宽频谱太赫兹辐射,其波数范围为20-500cm-1;太赫兹光谱强度主要由薄膜样品饱和磁化强度和电流强度决定;随着溅射功率的增加,太赫兹辐射光谱的带宽宽变宽同时光谱产生红移现象。(3)采用磁控溅射镀膜技术制备以MgO为基底的FeCrAl薄膜,研究不同厚度、不同基底薄膜样品对太赫兹辐射性能影响。研究结果表明:随着薄膜厚度的增加,太赫兹光谱强度减弱,同时辐射频谱半峰宽变窄;MgO基底FeCrAl薄膜辐射太赫兹光谱强度明显高于以Si为基底FeCrAl薄膜所产生的太赫兹光谱强度。本论文通过对FeCrAl材料太赫兹辐射特性的研究,证明FeCrAl材料可以产生较宽频谱太赫兹辐射。研究结果表明,通过控制材料的成分、表面状态、结构和厚度,可以输出频谱范围和强度可控的太赫兹辐射。FeCrAl材料作为高强度、宽频谱、低成本太赫兹辐射源有很大的研究空间和发展潜力。
[Abstract]:The high - intensity , broad - spectrum , low - cost terahertz source has been studied in the field of chemical analysis , safety detection , space wireless communication and medical imaging . ( 3 ) FeCrAl thin films with MgO as the base were prepared by magnetron sputtering . The results show that the terahertz emission of FeCrAl thin films with different thickness and different base films has been studied . The results show that the terahertz radiation of FeCrAl films can be produced by controlling the composition , surface state , structure and thickness of FeCrAl thin films . The results show that the high intensity , broad spectrum and low cost terahertz radiation sources have great research space and development potential .

【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG132.27

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本文编号：1413728