[发明专利]一种涡流抑制结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种涡流抑制结构，包括磁致伸缩层，还包括绝缘介质层，所述绝缘介质层设置于所述磁致伸缩层内，用于打断涡流从而抑制体声波磁电天线涡流损耗。本发明在磁致伸缩层中插入绝缘介质层来减小涡流损耗，使体声波磁电天线的辐射效率提高，解决了现有技术方案中空气隙间隔磁致伸缩层导致应力不连续、磁电天线辐射效率低的问题。使用绝缘介质层作为间隔层可以改善磁致伸缩层的软磁特性，有效降低磁致伸缩层的矫顽力，提高辐射区的灵敏度。通过仿真分析，该方案可以有效减小涡流损耗65％以上，大幅地提高磁电天线的辐射效率。

技术领域

本发明涉及射频微电子机械系统领域，具体涉及一种涡流抑制结构及其制备方法。

背景技术

目前智能手机、平板电脑、射频器件和雷达等设备中常用的天线是基于电流传导工作原理的电小天线，通常尺寸通常较大，难以实现小型化，还具有阻抗匹配困难、辐射效率低等缺点。体声波磁电天线利用体声波谐振原理和磁电效应来辐射电磁信号，从根本上解决了电小天线阻抗匹配困难和辐射效率过低的问题，而且利用声波谐振原理，可以实现器件的小型化。体声波磁电天线由压电层和磁致伸缩层交叉复合构成。

在体声波磁电天线中，磁致伸缩层作为发射天线的辐射层，在该层内通过机磁效应产生电磁信号向外界辐射电磁波，其能量利用率直接决定发射天线的辐射效率。磁致伸缩层往往选用电导率较大的FeGaB磁性薄膜，在内部磁场的激励下，会产生较大的涡流损耗，影响发射天线辐射功率。在保证磁致伸缩层良好的软磁特性的前提下，减小涡流损耗将极大提高磁电天线的辐射效率。体声波磁电天线在射频系统中应用时，涡流损耗会造成过多的能量损耗，导致天线的辐射效率降低限制其应用范围。

Zhi Yao and Yuanxun Ethan Wang在标题为“3D ADI-FDTD Model ing ofPlatform Reduction with Thin Fi lm Ferromagnetic Material”中提出了一种基于3DADI-FDTD的涡流抑制方法，该方法利用将磁致伸缩层分割成长条状的方法打断涡流环以达到抑制涡流损耗的目的。该方法的关键技术为：(一)分割的长条宽度应该和厚度相当，这样可以使打断的涡流回路足够小。(二)长条的纵向方向应沿着磁通方向。相邻长条之间为空气隙，由于磁致伸缩层的导电性很高，大部分电磁场都集中在空气隙中。其结构如附图1和2。

上述方案提出的涡流损耗抑制方法，虽然能很好的抑制涡流损耗，但同时也会大大降低磁电天线的辐射效率，主要问题为：(一)采用空气隙作为分割长条之间的左右间隙(沿y轴方向)和上下层间隙(沿z轴方向)，导致体声波磁电天线在实际工作时，应力无法在左右和上下两层之间连续传递，只有下层的磁致伸缩薄膜工作，上层磁致伸缩层中没有应力传导，无法激发出电磁波，进而使整个磁致伸缩层的辐射效率大大下降。(二)该方案中沿y轴方向的每个空气隙宽度为0.2μm占单个磁膜条宽度的1/5，沿z轴方向的每个空气隙厚度0.3μm占单个磁膜条宽度的1/2。较大尺寸的空气隙虽然可以很好的抑制涡流损耗，但会降低整个磁致伸缩层的软磁特性，导致磁电天线辐射效率过低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种涡流抑制结构及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种涡流抑制结构，包括磁致伸缩层，还包括绝缘介质层，所述绝缘介质层设置于所述磁致伸缩层内，用于打断涡流。

本发明的有益效果是：本发明在磁致伸缩层中插入绝缘介质层来减小涡流损耗，使体声波磁电天线的辐射效率提高，解决了现有技术方案中空气隙间隔磁致伸缩层导致应力不连续、磁电天线辐射效率低的问题。使用绝缘介质层作为间隔层可以改善磁致伸缩层的软磁特性，有效降低磁致伸缩层的矫顽力，提高辐射区的灵敏度。通过仿真分析，该方案可以有效减小涡流损耗65％以上，大幅地提高磁电天线的辐射效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：