一种涡流抑制结构制造技术

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种涡流抑制结构
本技术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。
技术介绍
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。ZhiYaoandYuanxunEthanWang在标题为“3DADI-FDTDModelingofPlatformReductionwithThinFilmFerromagneticMaterial”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。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种涡流抑制结构。本技术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。本技术的有益效果是：本技术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，本技术还可以做如下改进：进一步，所述磁致伸缩层内沿其厚度方向设置第一绝缘介质层和/或所述磁致伸缩层内沿其宽度方向设置第二绝缘介质层。采用上述进一步方案的有益效果是本技术根据磁致伸缩层中感应电流的趋肤效应将涡流分为体涡流和面涡流，第一绝缘介质层能够很好的抑制体涡流，从而减小涡流损耗；第二绝缘介质层能够很好的抑制面涡流，从而减小涡流损耗。进一步，所述磁致伸缩层内沿其厚度方向设置至少一层所述第一绝缘介质层。采用上述进一步方案的有益效果是第一绝缘介质层能够很好的抑制体涡流，从而减小涡流损耗。进一步，所述第一绝缘介质层为三层且相互平行，每层所述第一绝缘介质层的厚度为5-100nm，所述磁致伸缩层的材料为FeGaB薄膜，所述FeGaB薄膜总厚度为1μm，所述第一绝缘介质层的电导率范围为0-100S/m，所述第一绝缘介质层由Al2O3、Si3N4和AlN中任一种或者多种材料制成。采用上述进一步方案的有益效果是经过模拟结果可知，3层已足以解决体涡流抑制问题；第一绝缘介质层在5-100nm，体涡流可以得到很好的抑制；FeGaB薄膜是优质的磁致伸缩层材料；绝缘介质层为上述材料时，具有很好的涡流抑制效果。进一步，所述磁致伸缩层内沿其宽度方向设置至少一层所述第二绝缘介质层。采用上述进一步方案的有益效果是第二绝缘介质层能够很好的抑制面涡流，从而减小涡流损耗。进一步，所述第二绝缘介质层为三层且相互平行，每层所述第二绝缘介质层的厚度为5-30nm，所述磁致伸缩层的材料为FeGaB薄膜，所述FeGaB薄膜总厚度为1μm，所述第二绝缘介质层的电导率范围为0-100S/m，所述第二绝缘介质层由Al2O3、Si3N4和AlN中任一种或者多种材料制成。采用上述进一步方案的有益效果是经过模拟结果可知，3层已足以解决面涡流抑制问题；第二绝缘介质层在5-30nm，面涡流可以得到很好的抑制；FeGaB薄膜是优质的磁致伸缩层材料；绝缘介质层为上述材料时，具有很好的涡流抑制效果。进一步，所述磁致伸缩层内沿其厚度方向设置至少一层第一绝缘介质层，所述磁致伸缩层内沿其宽度方向设置至少一层第二绝缘介质层，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层交叉间隔设置。采用上述进一步方案的有益效果是在磁致伸缩层中插入沿厚度和沿宽度方向交替间隔的绝缘介质层来减小其体涡流和面涡流损耗，提出了综合考虑体涡流和面涡流的插入绝缘介质层隔离结构，使磁致伸缩层的涡流损耗最小。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。进一步，所述第一绝缘介质层为三层且相互平行，所述第二绝缘介质层为三层且相互平行，每层所述第一绝缘介质层厚度为5-100nm，每层所述第二绝缘介质层厚度为5-30nm，所述磁致伸缩层的材料为FeGaB薄膜，所述FeGaB薄膜总厚度为1μm，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层的电导率范围为0-100S/m，所述第一绝缘介质层和所述第二绝缘介质层均由Al2O3、Si3N4和AlN中任一种或者多种材料制成。采用上述进一步方案的有益效果是经过模拟结果可知，3层已足以解决面涡流抑制问题，第一绝缘介质层厚度为5-100nm,第二绝缘介质层在5-30nm，面涡流可以得到很好的抑制，上述限定在保证绝缘介质层尺寸尽可能小的前提下对磁膜中的涡流损耗进行抑制，并提出了一种插入最小尺寸绝缘介质用于抑制涡流的磁膜结构，该结构能够在有效抑制磁致伸缩层中涡流损耗的同时，可以有效的保证磁致伸缩层良好的软磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡流抑制结构，包括磁致伸缩层(1)，其特征在于，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(1)内，用于打断涡流；所述磁致伸缩层(1)内沿其厚度方向设置第一绝缘介质层(2)和所述磁致伸缩层(1)内沿其宽度方向设置第二绝缘介质层(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种涡流抑制结构，包括磁致伸缩层(1)，其特征在于，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(1)内，用于打断涡流；所述磁致伸缩层(1)内沿其厚度方向设置第一绝缘介质层(2)和所述磁致伸缩层(1)内沿其宽度方向设置第二绝缘介质层(3)。


2.根据权利要求1所述一种涡流抑制结构，其特征在于，所述磁致伸缩层(1)内沿其厚度方向设置至少一层所述第一绝缘介质层(2)。


3.根据权利要求2所述一种涡流抑制结构，其特征在于，所述第一绝缘介质层(2)为三层且相互平行，每层所述第一绝缘介质层(2)的厚度为5-100nm，所述磁致伸缩层(1)的材料为FeGaB薄膜，所述FeGaB薄膜总厚度为1μm，所述第一绝缘介质层(2)的电导率范围为0-100S/m，所述第一绝缘介质层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭春瑞，李君儒，陈锶，高杨，任万春，
申请(专利权)人：四川爆米微纳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51