我院磁性材料与器件研究所龚荣洲教授团队与美国东北大学的微波磁性材料与电子集成中心近三年来长期保持学术交流与合作。得益于与我院外籍教授Vincent G. Harris及Yajie Chen教授的积极合作,在传统软/硬磁材料、天线与电磁屏蔽材料、金属磁粉芯及多铁性材料等方向上取得了多项具有较强理论与应用价值的成果,并在国际知名学术刊物上合作发表高水平论文近二十篇,其中T2类3篇,A类13篇。
在传统硬磁材料方面,团队采用微波烧结技术成功研制了高矫顽力Ca-La-Co联合掺杂的SrM型永磁铁氧体,其优秀的永磁特性达到了世界领先水平;在软磁铁氧体方面,创新性地从磁导率频谱的角度研究了铁氧体低频损耗中的李斯特后效,并给出了该后效频率漂移的合理解释。
在天线与电磁屏蔽材料方面,团队研制了高磁导率/介电常数、低损耗的Co-Ti掺杂的BaM型六角铁氧体,并与多铁性材料BiFeO3复合,达到了ε≈μ≥13,损耗仅为0.188的业内领先水平。另一方面,团队研究了基于MgCu铁氧体的EMI电磁屏蔽材料。通过设计调节Mg-Cu比例将传统EMI材料的300MHz以上磁损耗特性提升了56%。
在金属磁粉芯方面,团队利用偏磷酸钠对FeSiAl颗粒进行表面包覆,有效地降低了磁芯损耗,在10kHz到1MHz宽频带内磁导率达到了约115,最大品质因数约为93。并且,表面包覆也优化了其直流叠加特性,在1.5~6 KA/m的直流偏置下,有效磁导率在50~200kHz频段内仍维持在75以上。
在多铁材料与磁电效应研究方面,团队针对目前磁电效应/多铁材料的基础理论研究与应用热点问题进行了研究。在微波频段(C-band)观测到由铁磁共振引发的共振型磁介电效应,建立了自旋电流理论在铁磁共振效应中的具体物理模型,率先提出了铁磁共振与磁电效应间的能量传递理论,为磁电效应的高频应用提供了新的研究思路。同时研究了Z型六角铁氧体磁电效应电流导致的巨磁阻现象,详细探究了偏置磁场扫描速度对于磁电效应电流的影响。并且采用优秀旋磁铁氧体YIG作为主体,研究了0-3型多相复合磁电材料,为“磁-电”双调谐微波器件的进一步研究打下了坚实基础。