一种基于低频阻抗分析仪的测量薄膜磁极化率测量方法与流程

本发明涉及一种基于低频阻抗分析仪磁性颗粒膜磁极化率测量方法，本发明还涉及非磁性薄膜的电极化率测量方法。

背景技术：

随着电子材料的普及和发展，磁性材料在信息储存、磁传感器、工业自动化控制、及各种安全系统方面有着广泛的应用。电子设备的进一步微型化，要求对磁性材料的测量频率也在不断提升。传统的对于高频测量磁极化率的方法有谐振微扰法、单线圈法、带线法等，这些方法适用于介电损耗和磁滞损耗材料。这些测量方法处于发展阶段。

薄膜磁性材料，由于厚度小，易变形。同时存在较强的各向异性。测量难度大。测量误差高。复数磁极化率作为磁性材料的一个重要参数，如何有效的测量出一定频率范围下的相对值对于评价磁性材料有着重要的意义。针对目前复数磁极化率存在的缺陷，利用低频阻抗分析仪来测定复数磁极化率。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前复数磁极化率存在的缺陷，提供一种基于低频阻抗分析仪的测量薄膜磁极化率测量方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于低频阻抗分析仪的测量薄膜磁极化率的方法，通过低频阻抗分析仪在变频下测量无磁性薄膜的阻抗，推导出电极化率；然后通过低频阻抗分析仪在变频下测量磁性薄膜的阻抗，利用上述步骤得到的电极化率推导出相应复数磁极化率。

所述磁性薄膜为磁性γ-Fe₂O₃纳米颗粒组成的薄膜，所述无磁性薄膜为α-Fe₂O₃纳米颗粒组成的薄膜。

所述γ-Fe₂O₃纳米颗粒和α-Fe₂O₃纳米颗粒的粒径均为10nm。

在不是十分高的频率下，磁性薄膜表面阻抗表示为：其中，μ表示磁极化率，ε表示材料的电极化率。通过低频阻抗分析仪测量阻抗，借助于确定的电极化率推导出相应的磁极化率。

有益效果：本发明提供的方法能够测量非磁性金属薄膜的电极化率；以及检测磁性薄膜的磁极化率。不仅可以检测γ-Fe₂O₃纳米颗粒薄膜复数磁极化率，还可以检测其他金属薄膜电极化率和磁性薄膜磁极化率。

附图说明

图1是本发明提供的一种测量结构示意图；其中，1为低频阻抗分析仪；2为测试样品；

图2是本发明中测得磁性薄膜阻抗实部；

图3是本发明中测得磁性薄膜阻抗虚部；

图4是本发明中计算磁性薄膜阻抗实部；

图5是本发明中计算磁性薄膜阻抗虚部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本发明是一种基于低频阻抗分析仪的薄膜磁极化率测量方法，薄膜制备基于层层自组装技术，利用低频阻抗分析仪变频下对磁性薄膜进行磁极化率检测。本发明不仅可以检测γ-Fe₂O₃纳米颗粒薄膜复数磁极化率，还可以检测其他金属薄膜电极化率和磁性薄膜磁极化率。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：

实施例

(1)合成裸的γ-Fe₂O₃纳米颗粒和α-Fe₂O₃纳米颗粒。

(2)将以上纳米颗粒通过静电吸附的原理，用层层自组装方法将纳米颗粒组装在直径为1cm的载玻片上。组装后的薄膜厚度约为300nm。

(3)将步骤(2)所述的α-Fe₂O₃纳米颗粒组成的薄膜用低频阻抗分析仪测量阻抗，如图1所示，利用经典电磁学理论计算出电极化率。

(4)将步骤(2)所述的γ-Fe₂O₃纳米颗粒组成的薄膜用低频阻抗分析仪测量阻抗，如图1所示，利用步骤(3)中得到的电极化率，通过经典电磁学理论计算出磁极化率。

(5)测量原理分析

经典电磁学理论，在频率不太高，薄膜材料表面阻抗有如下公式：

用复数表示各个分量

ξ＝ξ'+iξ”； (2)

μ＝μ'+iμ”； (3)

ε＝ε'+iε”； (4)

带入公式(1)

无磁性的薄膜磁极化率可以看作1，通过公式可求得：

有磁性的薄膜取电极化率为定值。对公式(5)进行求导，两边取实部和虚部相等：

至此，通过公式(6)、(7)、(8)、(9)可以得出电极化率和磁极化率的实部和虚部。

如图2所示标出了测量样品低频阻抗分析仪测试结果的实部；图3所示标出了测量样品低频阻抗分析仪测试结果的虚部；图4所示标出了测量样品磁极化率计算结果的实部。图5所示标出了测量样品磁极化率计算结果的虚部。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。