本發(fā)明涉及一種基于低頻阻抗分析儀磁性顆粒膜磁極化率測量方法，本發(fā)明還涉及非磁性薄膜的電極化率測量方法。

背景技術(shù)：

隨著電子材料的普及和發(fā)展，磁性材料在信息儲存、磁傳感器、工業(yè)自動化控制、及各種安全系統(tǒng)方面有著廣泛的應(yīng)用。電子設(shè)備的進(jìn)一步微型化，要求對磁性材料的測量頻率也在不斷提升。傳統(tǒng)的對于高頻測量磁極化率的方法有諧振微擾法、單線圈法、帶線法等，這些方法適用于介電損耗和磁滯損耗材料。這些測量方法處于發(fā)展階段。

薄膜磁性材料，由于厚度小，易變形。同時(shí)存在較強(qiáng)的各向異性。測量難度大。測量誤差高。復(fù)數(shù)磁極化率作為磁性材料的一個(gè)重要參數(shù)，如何有效的測量出一定頻率范圍下的相對值對于評價(jià)磁性材料有著重要的意義。針對目前復(fù)數(shù)磁極化率存在的缺陷，利用低頻阻抗分析儀來測定復(fù)數(shù)磁極化率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對目前復(fù)數(shù)磁極化率存在的缺陷，提供一種基于低頻阻抗分析儀的測量薄膜磁極化率測量方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于低頻阻抗分析儀的測量薄膜磁極化率的方法，通過低頻阻抗分析儀在變頻下測量無磁性薄膜的阻抗，推導(dǎo)出電極化率；然后通過低頻阻抗分析儀在變頻下測量磁性薄膜的阻抗，利用上述步驟得到的電極化率推導(dǎo)出相應(yīng)復(fù)數(shù)磁極化率。

所述磁性薄膜為磁性γ-Fe₂O₃納米顆粒組成的薄膜，所述無磁性薄膜為α-Fe₂O₃納米顆粒組成的薄膜。

所述γ-Fe₂O₃納米顆粒和α-Fe₂O₃納米顆粒的粒徑均為10nm。

在不是十分高的頻率下，磁性薄膜表面阻抗表示為：其中，μ表示磁極化率，ε表示材料的電極化率。通過低頻阻抗分析儀測量阻抗，借助于確定的電極化率推導(dǎo)出相應(yīng)的磁極化率。

有益效果：本發(fā)明提供的方法能夠測量非磁性金屬薄膜的電極化率；以及檢測磁性薄膜的磁極化率。不僅可以檢測γ-Fe₂O₃納米顆粒薄膜復(fù)數(shù)磁極化率，還可以檢測其他金屬薄膜電極化率和磁性薄膜磁極化率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種測量結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為低頻阻抗分析儀；2為測試樣品；

圖2是本發(fā)明中測得磁性薄膜阻抗實(shí)部；

圖3是本發(fā)明中測得磁性薄膜阻抗虛部；

圖4是本發(fā)明中計(jì)算磁性薄膜阻抗實(shí)部；

圖5是本發(fā)明中計(jì)算磁性薄膜阻抗虛部。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明是一種基于低頻阻抗分析儀的薄膜磁極化率測量方法，薄膜制備基于層層自組裝技術(shù)，利用低頻阻抗分析儀變頻下對磁性薄膜進(jìn)行磁極化率檢測。本發(fā)明不僅可以檢測γ-Fe₂O₃納米顆粒薄膜復(fù)數(shù)磁極化率，還可以檢測其他金屬薄膜電極化率和磁性薄膜磁極化率。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例

(1)合成裸的γ-Fe₂O₃納米顆粒和α-Fe₂O₃納米顆粒。

(2)將以上納米顆粒通過靜電吸附的原理，用層層自組裝方法將納米顆粒組裝在直徑為1cm的載玻片上。組裝后的薄膜厚度約為300nm。

(3)將步驟(2)所述的α-Fe₂O₃納米顆粒組成的薄膜用低頻阻抗分析儀測量阻抗，如圖1所示，利用經(jīng)典電磁學(xué)理論計(jì)算出電極化率。

(4)將步驟(2)所述的γ-Fe₂O₃納米顆粒組成的薄膜用低頻阻抗分析儀測量阻抗，如圖1所示，利用步驟(3)中得到的電極化率，通過經(jīng)典電磁學(xué)理論計(jì)算出磁極化率。

(5)測量原理分析

經(jīng)典電磁學(xué)理論，在頻率不太高，薄膜材料表面阻抗有如下公式：

用復(fù)數(shù)表示各個(gè)分量

ξ＝ξ'+iξ”； (2)

μ＝μ'+iμ”； (3)

ε＝ε'+iε”； (4)

帶入公式(1)

無磁性的薄膜磁極化率可以看作1，通過公式可求得：

有磁性的薄膜取電極化率為定值。對公式(5)進(jìn)行求導(dǎo)，兩邊取實(shí)部和虛部相等：

至此，通過公式(6)、(7)、(8)、(9)可以得出電極化率和磁極化率的實(shí)部和虛部。

如圖2所示標(biāo)出了測量樣品低頻阻抗分析儀測試結(jié)果的實(shí)部；圖3所示標(biāo)出了測量樣品低頻阻抗分析儀測試結(jié)果的虛部；圖4所示標(biāo)出了測量樣品磁極化率計(jì)算結(jié)果的實(shí)部。圖5所示標(biāo)出了測量樣品磁極化率計(jì)算結(jié)果的虛部。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。