[发明专利]用于超高频率的Mo掺杂的Co

说明书

提供了一种Co₂Z六角铁氧体组合物，其包含钡和锶中的一者或两者以及钼，所述Co₂Z六角铁氧体组合物具有式(Ba₂Sr_(3‑Z))Co_(2+X)Mo_xFe_(y‑2x)O₄₁，其中x＝0.01至0.20；y＝20至24；并且z＝0至3。所述组合物可以表现出高的磁导率以及相等或基本上相等值的磁导率和电容率，同时保持低的磁损耗角正切和介电损耗角正切以及损耗因数。所述组合物适于高频率应用，例如超高频率和微波天线以及其他装置。

背景技术

为了满足在多种商业和国防相关的工业中特别感兴趣的超高频率 (UHF)、L-波段和S-波段应用中的装置不断增长的需求，需要改进的性能和小型化。作为雷达和现代无线通信系统中的关键组件，具有紧凑尺寸的天线元件在持续地被开发出来。然而，开发用于如此高频率应用的铁氧体材料是具有挑战性的。已知的铁氧体材料在高频下表现出相对高的磁损耗，这不能满足对实际天线设计的要求。

更一般地，在现代无线通信系统中，对于小型化结构的高性能装置的要求不断增加。表现出高磁导率的具有相等电容率并且具有低磁损耗和介电损耗的材料作为天线基材是理想的。这样的材料能够小型化，而同时保持或提高天线增益和带宽。具有高磁导率值的尖晶石铁氧体，例如NiZn 铁氧体已被广泛用于高频率应用。然而，这些铁氧体表现出相对低的截止频率，这阻止其在高于0.3GHz的使用。一些六角铁氧体材料，例如钴取代钡的Y-型(Co₂Y)和Z-型(Co₂Z)六角铁氧体，由于其的高磁晶各向异性场和高磁导率而具有在高于1.0GHz下高得多的铁磁共振频率。因此，使用具有等于磁导率μ’的电容率ε’的值的磁性介电基底很普遍，这是由于除了其他优势以外基底与自由空间之间的阻抗匹配容易。然而，获得低磁损耗和介电损耗以及高磁导率的介电基底非常具有挑战性的。已报道了Co₂Y的ε’为15至20并且μ’为2至3，同时Co₂Z的ε’为12并且μ’为18至19，但是在f>0.5GHz下单相Y-型或Z-型铁氧体的磁损耗仍然相当高(损耗角正切，tanδ_μ>0.5)。

发明内容

本发明涉及用作在高频范围中操作的电子装置中的磁性材料的六角铁氧体组合物。所述六角铁氧体组合物包含钡和/或锶、钼、钴和铁并且具有Z-型六角铁氧体相。六角铁氧体可以是化学计量的或非化学计量的。在如本文所述的钡、锶和钼的取代下，可以提供在高频率范围内具有可调的磁导率和电容率以及低的介电损耗和磁损耗的磁性介电六角铁氧体组合物。对诸如微波天线基底的装置以及在诸如巨磁阻(giant magnetoresistant，GMR)装置的自旋电子应用中的大规模生产而言，六角铁氧体组合物也可以是成本有效的。本发明还涉及制备六角铁氧体组合物的方法以及包含所述六角铁氧体组合物的制品、装置或部件。

所述方法和系统的其他方面包括以下：

1.一种六角铁氧体组合物，包含钡和锶中的一者或两者、铁、钴、以及钼，其中所述铁氧体组合物包含Z-型六角铁氧体相，所述六角铁氧体组合物具有式：

(Ba_zSr_(3-z))Co_(2+x)Mo_xFe_(y-2x)O₄₁

其中x＝0.01至0.20；

y＝20至24；并且

z＝0至3。

2.根据第1项所述的六角铁氧体组合物，其中x＝0.08至0.15。

3.根据第1项至第2项中任一项所述的六角铁氧体组合物，其中x＝ 0.10至0.12。