Магнитный монокристаллический материал

 

Изобретение касается ферритовых монокристаллических материалов, используемых для создания твердотельных СВЧ-приборов, в частности приборов, работающих в диапазоне дециметровых и метровых длин волн. Обеспечивает уменьшение намагниченности и снижение величины поля магнитной кристаллографической анизотропии. Кристалл имеет химическую формулу: {Ca₃} [Fe_2-y-zIn_yNb_z](F_3-xV_x)O₁₂, где х 1,36 1,41, у 0,22 0,25, z 0,09 0,14, а отношение In к Nb равно 2,20 3,02. Достигнута намагниченность насыщения 4πM_s= 50-150 Гс поле магнитной кристаллографической анизотропии Η_А не менее 25 Э, ширина кривой ферромагнитного резонанса ΔH = 0,3 - 0,8 Э. Приборы работают в интервале частот 100-500 МГц. 1 табл.

Изобретение касается ферритовых монокристаллических материалов, используемых для создания твердотельных СВЧ-приборов, в частности приборов, работающих в диапазоне дециметровых и метровых длин волн. Цель изобретения уменьшение намагниченности насыщения и снижение величины поля магнитной кристаллографической анизотропии материала. Новизна предлагаемого материала заключается также в отличном от прототипа соотношении окиси индия и окиси ниобия, а именно 1,86-2,55 (в прототипе 3,15-4,2), в пересчете на элементы In:Nb=2,20-3,02. Состав предлагаемого материала может быть выражен следующей формулой: Ca₃Fe_5-x-y-zV_xIn_yNb_zO₁₂, где Х=1,36-1,41; Y=0,22-0,25; Z=0,09-0,14. Материал имеет намагниченность насыщения 4 Мs в интервале 50-150 Гс, поле магнитной кристаллографической анизотропии (Н_А) менее 25 Э, при ширине кривой ФМР (ферромагнитный резонанс) Δ Н=0,3-0,8 Э. Экспериментально установлено, что при отношении окиси индия к окиси ниобия, отличном от предлагаемого (1,86-2,55), получаемые монокристаллы имеют поле магнитной кристаллической анизотропии больше 25 Э. Кроме того, при отношении окиси индия к окиси ниобия больше 2,55 невозможно получить монокристаллы с намагниченностью насыщения меньше 150 Гс. П р и м е р. Материал выращивают раствор расплавным методом и с использованием в качестве растворителя оксида свинца по следующему режиму (температура указана внутри раствор расплава); нагрев до 1220^оС, выдержка при этой температуре 10 ч, охлаждение до 1140^оС со скоростью 3^оС/ч, от 1140^оС охлаждение со скоростью 0,5^оС/ч. На выдержке и при охлаждении от 1140^оС до 1060^оС тигель с раствором-расплавом реверсивно вращают в течение 15 с со скоростью 20-30 об/мин с паузой 5 с. В таблице приведены составы и свойства полученного материала в зависимости от состава кристаллообразующих компонентов. Как следует из данных, представленных в таблице, предлагаемый материал (примеры 2, 3, 4) обладает комплексом параметров, необходимых для создания ферритовых приборов, работающих в "нижней" части СВЧ диапазона: намагниченность насыщения 4 π Мs=50-150 Гс, поле магнитной кристаллографической анизотропии Н_А менее 25 Э, ширина кривой ферромагнитного резонанса Δ Н=0,3-0,8 Э. Основной положительный эффект от применения предлагаемого материала заключается в расширении частотного диапазона (снижение граничной частоты до 100-500 мГц) работы СВЧ-приборов за счет снижения намагниченности насыщения до 50 Гс и поля магнитной кристаллографической анизотропии до значений менее 25 Э при малых значениях ширины кривой ФМР 0,3-0,8 Э.

Формула изобретения

МАГНИТНЫЙ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе феррограната, содержащий кальций, ванадий, индий и железо, отличающийся тем, что, с целью уменьшения намагниченности насыщения и снижения величины поля магнитной кристаллографической анизотропии в кристалле, он содержит компоненты в соответствии со следующей формулой: {Ca₃}[Fe_2-y-zIn_yNb_z](Fe_3-xV_x)O₁₂, где Х 1,36 1,41; Y 0,22 0,25; Z 0,09 0,14, а отношение индия к ниобию равно 2,20 3,02.

РИСУНКИ

Рисунок 1