Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Dannelse af Tykke Tætte Yttrium Iron Garnet Films Brug Aerosol Deposition

Published: May 15, 2015 doi: 10.3791/52843

Summary

Denne rapport beskriver brugen af ​​en specialbygget til at udføre aerosol aflejring af tykke film af yttrium jern granat på safir substrater ved RT. De deponerede film er kendetegnet ved hjælp scanning elektronmikroskopi, profilometri og ferromagnetiske resonans for at give et repræsentativt overblik over mulighederne i teknikken.

Abstract

Aerosol udfældning (AD) er en tyk-film deposition proces, der kan producere lag op til flere hundrede mikrometer tyk med densiteter større end 95% af bulk. Den primære fordel ved AD er, at afsætningen finder sted udelukkende ved omgivelsestemperatur; hvorved vækst film i materiale systemer med forskellige smeltetemperaturer. Denne rapport beskriver i detaljer procestrin til forberedelse af pulver og til at udføre AD ved hjælp af specialbyggede system. Repræsentative karakterisering Resultaterne præsenteres fra scanningselektronmikroskopi, profilometri, og ferromagnetiske resonans til film dyrkes i dette system. Som repræsentant overblik over mulighederne i systemet, er fokus gives til en prøve, der er produceret efter den beskrevne protokol og systemopsætning. Resultater indikerer, at dette system med succes kan indbetale 11 um tykke yttrium jern granat film, der er> 90% af rumvægten under en enkelt 5 min deposition run. En diskussion af metoder til at tillade bedre styring af aerosoler og partikler selektion for forbedret tykkelse og ruhed variationer i filmen er tilvejebragt.

Introduction

Aerosol udfældning (AD) er en tyk-film deposition proces, der kan producere lag op til flere hundrede mikrometer tyk med densiteter større end 95% af bulk 1. Afsætningsprocessen menes at foregå gennem en kontinuerlig proces af virkningen og brud eller deformation, adhæsion, og fortætning af partikler. Figur 1 afbilder denne proces som en række trin, der viser partikel virkning og fortætning over flere trin. Som vist partiklerne bevæge sig mod substratet med en typisk hastighed på 100-500 m / sek. Da den oprindelige partikler effekt med underlaget, de fraktur og overholde underlaget. Denne forankring lag tilvejebringer den mekaniske adhæsion mellem substratet og bulk-film. Som efterfølgende konsekvenser opstår de underliggende partikler er mere og mere splittet, overholdes, og yderligere fortættet. Denne proces med kontinuerlig effekt, fraktur, og fortætning arbejder for at komprimere den underliggende film og binde krytallites og producere en film med en densitet nå mere end 95% af bulkmaterialet.

Figur 1
Figur 1. Illustration af afsætningsprocessen. Panel A viser tre partikler bevæger sig mod substratet med en typisk hastighed på 100-500 m / sek. Panel B viser resultatet af virkningen, fraktur, og adhæsion af den første partikel. Paneler C og D viser den efterfølgende virkning af den anden og tredje partikler, hvilket yderligere kompakt den underliggende film og bond krystallitterne. Resultatet er en film med tæthed på mere end 95% af bulk materiale (gengivet med tilladelse fra reference 19). Klik her for at se en større version af dette tal.

Den primære fordel ved AD er, at pengition foregår udelukkende ved omgivende RT; hvorved vækst film, for eksempel af en højtsmeltende temperatur materiale (begyndende pulver) på en lavtsmeltende temperatur substrat. Af udfældningshastigheden kan være op til flere mikrometer i minuttet og er udført ved moderate vakuumbetingelser af 1-20 Torr i afsætningskammeret. Fremgangsmåden viser evnen til at skalere op til meget store deposition områder og endelig kan deponeres konformt. 2

Der er mange materiale systemer studeret af AD til en bred vifte af anvendelser, såsom induktorer 3, slidstærke belægninger 4, piezoelectrics 5, multiferroics 6, magnetoelectrics 7 termistorer 8, termoelektriske film 9, fleksible dielektrika 10, hårde væv implantater og bioceramics 11, faste elektrolytter 12 og photocatalysts 13. For ansøgninger til mikroovn udstyr, magnetiske film af Several hundrede mikrometer i tykkelse kræves der ville ideelt set integreres direkte i printpladen elementer. En udfordring at realisere denne integration er høj temperatur regime nødvendig til fremstilling ferrit film (se gennemgang af Harris et al. 14), såsom yttrium jern granat (YIG). Derfor AD synes at være et naturligt valg for at realisere potentielle nye fremskridt i magnetiske integreret kredsløb teknologi. De lave omkostninger drift, høj deposition sats, og enkelhed af AD har ansporet interesse af forskere i Tyskland, Frankrig, Japan, Korea, og nu i USA.

Figur 2 er en tegning skitserer grundlæggende opsætning til at udføre aerosol deposition. Trykket overvåges på de steder markeret P AC, P DC, og P H for aerosol kammer, aflejring kammer, og pumpe hoved, hhv. Gasstrømmen, der kontrolleres af massestrømsstyreenheden (MFC), kommer ind i aerosolkammeret og aerosolizes pulveret. Afsætningskammeret pumpes til at skabe trykforskellen mellem de to kamre, hvilket forårsager strømmen af ​​partikler gennem den rektangulære (0,4 mm x 4,8 mm) dyseåbning.

Figur 2
Figur 2. De vigtigste komponenter i NRL ADM-systemet. Trykket overvåges på de steder markeret P AC, P DC, og P H for aerosol kammer, aflejring kammer, og pumpe hoved, hhv. Se tekst for detaljer. (Copyright (2014) Den Japan Society of Applied Physics, gengivet fra reference 20). Klik her for at se en større version af dette tal.

Den gennemsnitlige størrelse af en individuel YIG partikel i dette arbejde er 0,5 um. Virkningen af ​​agglomerering bevirker dissesmå partikler for at danne meget større agglomerater, der varierer i størrelse fra ca. 10 um til ca. 400 um. Kontrol af agglomeratet størrelse og leveringshastighed er afgørende for at opnå en tæt velformet film. Dette nødvendiggør konfiguration af en aerosol kammer, der tillader størrelse udvælgelse og ensartet partikel flux ind afsætningskammeret. Pulveret er pre-sigtet for at fjerne eventuelle agglomerater større end 53 um før lastes ind i aerosol kammer. Aerosolen kammer konfiguration, der anvendes i dette arbejde, er illustreret i figur 3. Nitrogen gas kommer ind gennem fire indløbs- dyser (to er vist i figur 3) er placeret nederst kammerets sider. Gassen interagerer med YIG pulver (vist med grønt) til frembringelse af en aerosol består af en fordeling af agglomereret partikelstørrelser mindre end 53 um. En omrører i bunden af ​​aerosolen kammer fremstillet af en rustfri stålplade vibreres kontinuerligt for at holde pulveret bevæger sig indgasstrømmen. Agglomeraterne påvirke en 45 um filter, så kun agglomerater størrelse mindre end 45 um at indtaste dysen indløb. Ved ankomsten til dyseindløbet agglomeraterne accelereres til en stor hastighed og udstødes ind i afsætningskammeret (ikke vist) for at udføre aflejringen. En rustfri stålstang forbinder bunden af ​​filteret til bunden af ​​omrøreren (ikke vist) til støtte i de-tilstopning af filteret.

Figur 3
Figur 3. Illustration af det indre konfiguration aerosol kammer, med filter, indløbs- dyser, og YIG pulver vist. Se tekst for detaljer.

Denne rapport beskriver den eksperimentelle procedure for at udføre AD ved hjælp af specialbyggede system, der er beskrevet ovenfor til at producere tætte film af YIG. Repræsentative resultater for en 11 um tyk film produceret i dette system præsenteres ved hjælp scanning elektronmikroskopi (SEM), tykkelse profiler, og ferromagnetiske resonans (FMR). Resultaterne præsenteret er ikke beregnet til at være en tilbundsgående undersøgelse af de magnetiske egenskaber eller materielle struktur af filmen, men som en demonstration af de film, der produceres ved denne teknik. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Pulver Fremstilling

  1. Si som modtaget yttrium jern granat (YIG) pulver til opnåelse 100-150 g agglomerater dimensioneret mindre end 53 um.
  2. Placer den sigtede pulver i en ovn for at tørre i mindst 24 timer ved en temperatur på over 300 ° C.

2. Substrat Forberedelse

  1. Rens et substrat af ønsket størrelse, fx 3 mm x 3 mm under anvendelse af acetone derefter isopropanol. Tør bruge nitrogengas.

3. Udførelse af Aerosol Deposition

  1. Monter prøven til oversættelsen montering scenen.
    1. Placer dobbeltsidet kobber tape til montering scenen. Placer den rensede substrat på kobber tape.
    2. Måle afstanden fra kanten af ​​monteringselementet scenen til hver kant af prøven. Notér dimensioner og prøve position på prøven historie ark.
    3. Kontroller, at monteringen scenen er justeret parallelt med kroppen af ​​oversættelsen motor ved at måle afstanden fra kanten af ​​montering scenen til kanten af ​​motorhuset med calipre. Indlæs prøven i afsætningskammeret.
    4. Klemme flangen at forsegle afsætningskammeret. Fastgør de 3 15-bens D-sub controller kabler for oversættelse motorer.
  2. Indlæse pulver og lukke aerosol kammer.
    1. Fjern det tørrede pulver fra ovnen og placere den i aerosol kammer nederste sektion. Skub filteret de-tilstopning stang vedhæftet fil på filteret de-tilstopning stang.
    2. Placer hoveddelen af ​​aerosol kammer på aerosol kammer nederste sektion. Lad filteret de-tilstopning fastgørelsesstang til at hvile på agitation plade som det vigtigste organ bliver fastgjort til den nederste sektion.
    3. Klemme hoveddelen til bunden sektion. Fastgør aerosol kammer manometer til siden porten på hoveddelen af ​​aerosol kammer.
    4. Klemme dysen indløb sektion til toppen port på hoveddelen of aerosolen kammeret under anvendelse af en QF klemme. Hæv dysen indløbsrøret til indløbsåbningen på afsætningskammeret og fastgør de øverste og nederste montering.
    5. Registrere pulver og aerosol kammer identifikationsnumre på prøven historie ark.
  3. Tænd roughing pumpen med det isoleret fra resten af ​​systemet. Tænd afsætningskammeret belysningslampe. Åbne indsnævringen ventilen på bypass linje at begynde pump down af hele systemet.
  4. Opsætning trykket overvågning software med deponeringsbanen identifikation.
  5. Kør scenen controller makro skaberen ved at skrive "pitrans« i terminalvinduet kommandolinjen, og indtast de ønskede oplysninger. Opret en ny plade i tiden log regneark og registrere deposition parametre og opsætning noter.
  6. Når systemet trykket har nået omkring 150-200 Torr, let åbne ikke-sammentrukne ventil. Oprethold en pump-down på ca. 1 Torr / sek. Når the trykket er faldet til under 100 torr starte trykket overvågning software og oversættelsen fase motor controller software.
  7. Når systemet trykket har nået omkring 1 Torr lukke alle tre ventiler til bypass linje og åbn vigtigste pumpe ventil. Stram klemmen til den øverste hætte på afsætningskammeret.
  8. Tænd blæseren pumpen. Åbne ultrahøj renhed (UHP) nitrogen gas cylinder. Overvåge trykket og registrere basen tryk af systemet (det typisk når 15-25 mTorr).
  9. Indstil afstanden mellem dysen og substratet. Brug scenen controller software grafiske brugergrænseflade vinduet for at flytte den monterede substrat over dysen. Sænk substratet, indtil den berører dysen. Flytte substratet 7,5 mm i lodret retning fra denne position.
  10. Luk de vigtigste pumpe linje og overvåge lækhastighed af systemet på trykket overvågningssoftware. Bemærk den indledende lækager ved at lukke ventilen. Hvis dette leak er mindre end 3,33 mTorr / sek fortsætte, ellers begynde at kontrollere for utætheder. En typisk lækage er mindre end 1,2 mTorr / sek.
  11. Indstil afsætningskammeret butterflyventil til 500 Torr forudindstillede værdi. Indstil massestrømmen controller værdi til 13,63 l / min (ikke tænde den).
  12. Flyt montering scenen til startpositionen til udfældning. Indlæse makro oprettede i trin 3.7 ind i controlleren software.
  13. Programmere funktion generator til at feje lineært mellem 135 og 145 Hz hver 10 sek. Slå funktionen generator på. Drej nitrogengasstrøm på. Efter en 3 sek nedtælling starte scenen controller makro.
  14. Overvåg aflejring og justere gasstrømningshastighed som nødvendigt for at holde trykforskellen ved 500 ± 0,5 Torr (eller som ønsket for kørslen) for varigheden af ​​aflejringen.
    Bemærk: Trykket i afsætningskammeret er typisk 0,65 Torr og trykket i afsætningskammeret er typisk 501 Torr. Ukontrollable variationeri tryk normalt indikerer, at UHP kvælstof løber ud. Et lille fald i tryk (1-2 Torr) over varigheden af ​​kørslen er typisk. Dette kan afhjælpes ved at øge gasstrømningshastigheden. Under den indledende passerer en synlig film bør dannes på substratet, manglende filmdannelse antyder utilstrækkelig aerosolisering af pulveret og / eller betydelig filter tilstopning.
  15. Ved afslutningen af ​​aflejringen Bemærk den nøjagtige deponeringsbanen tid. Luk for nitrogengas, den funktion generator, og pumperne. Åbn afsætningskammeret drosselspjæld helt.
  16. Åbne omløbsventil placeret på siden af ​​afsætningskammeret. Drej huset nitrogengas regulator til nul og omdirigere det ind afsætningskammeret. Luk de vigtigste pumpe ventil, mens langsomt stigende huset gas regulator tryk.
  17. Hjem dysen til X = 25 mm, Y = 25 mm, og Z = 25 mm, og luk derefter scenen controller software.
  18. Når trykket i systemet er stegetover 100 Torr stoppe trykovervågning software. Registrere den samlede nitrogengas anvendes, og tid til at færdiggøre deposition. Juster huset gastryk efter behov, indtil systemet når atmosfæren.
  19. Træk stikket de 3 15-bens D-sub fase controller kabler og unclamp den øverste hætte. Fjern det øverste låg fra deposition kammer og afmontere prøven.

4. Post-deposition Inspektion

  1. Fjern prøven fra montering scenen og inspicere det under et mikroskop. Hvis det er nødvendigt, at prøven vaskes i isopropanol for at fjerne løst pulver. Udføre de planlagte karakteriseringer af filmen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Efter aflejringen er fuldført, bliver de overtrukne substrater fjernet fra afsætningskammeret og inspiceret ved anvendelse af et optisk stereomikroskop. Prøver typisk børstet og vasket med isopropanol for at fjerne overskydende pulver, der forblev under re-tryksætning til atmosfæren. Film karakterisering blev udført på de repræsentative resultater præsenteret her under anvendelse af scanningselektronmikroskopi at vurdere morfologien af ​​filmen, profilometri at vurdere filmtykkelse, ensartethed, og ruhed, og ferromagnetiske resonans for at vurdere de magnetiske egenskaber af filmen (se reference 20 for yderligere detaljer om karakteriseringsmetoder). I denne undersøgelse blev en 3 mm x 3 mm safir belagt ved hjælp af ovenstående protokol og systemopsætning. Aflejring feje var sat til raster på tværs af filmen på 0,65 mm / sek og dække et samlet areal på 75 mm 2.

Figur 4 er et SEM-billede af den øverste overflade af filmen viser mange små korn, der er meget mindre end udgangs- størrelsen af ​​de enkelte partikler (0,5 um). Det er tydeligt fra billedet, at filmen har dannet en noget grov, well-komprimeret overflade med meget få hulrum. For film af lignende resultater præsenteret her vi har målt densiteten til mellem 90% -96% af den teoretiske massefylde for YIG (5,17 g / cm3). Den tværsnit af filmen vist i figur 5 understøtter også den tætte natur af filmen. Hovedbilledet i figur 5 viser kanten af den som-deponerede prøve, som dannes under afsætningen, dvs., det er ikke en spaltet sektion af filmen. Det indsatte viser et forstørret billede af tværsnittet af filmen angiver den tætte natur af filmen. Vi har også udført røntgendiffraktion på som-deponerede film og start pulver og fandt, at krystalstrukturen ikke ændrer ved udfældning (data ikke vist; se også Referencer 3 og 20).

jove_content "> Figur 6 er en afbildning af trinhøjde på filmen. Det samlede areal af prøven er 3 mm x 3 mm (den samlede deposition område var 75 mm 2). Det trin blev skabt ved at fjerne en del af filmen langs en ​​kant af substratet. Den røde linje overlejre data angiver den gennemsnitlige lagtykkelse på 10,93 um ved midling tre profil scanninger over filmen. Rms ruhed Rq = 1,37 um. Deposition tid til at danne denne film var 337 sek, hvilket resulterer i en deposition på 1,95 um / min.

Figur 7 er en afbildning af FMR absorption derivat taget ved stuetemperatur: data vist med sort. En Lorentz derivat lineshape fit til data vises i rødt. Den linewidth af dataene er 330 Oe og resonans felt er 2810 Oe. Signalet placering og form er sammenlignelig med en typisk spektrum for polykrystallinske YIG dyrket ved andre fremgangsmåder, f.eks, pulserende laser deposition eller RF magnetron sputter ing 15,16. Den Lorentz lineshape giver en god pasform til data tyder på en ensartet film 17,18.

Figur 4
Figur 4. SEM billede af den øverste overflade af filmen post-deposition. Billedet viser en film med mange korn, der er tæt sammenpresset og meget mindre end 0,5 um individuelle udgangspartikelstørrelse. Venligst klik her for et større version af denne figur.

Figur 5
Figur 5. SEM billede af tværsnittet af filmen på safirsubstrat. Indsættelsen er et forstørret billede af tværsnittet af filmen.ghres.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 6
Figur 6. Et repræsentativt trinprofil af filmen i figur 4 og figur 6 viser variationen i tykkelse tværs 2,25 mm af 3 mm samlede længde af prøven. Den gennemsnitlige tykkelse på 10,93 um er vist som den røde linje overlejre data. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 7
Figur 7. Ferromagnetisk resonans derivat kurve af filmen taget ved stuetemperatur. Spektret er godt fit af en Lorentz-funktion indikerer en ensartet homogen film. Den linewidth er 330 Oe. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

SEM billedet i figur 4 viser, at signifikant fraktur og fortætning sker under afsætningsprocessen. Billedet er taget af den øverste overflade af filmen, som viser et lille antal af hulrum og korn. Det observerbare region er den sidste af det materiale, der skal deponeres, og derfor ikke drage fordel af den yderligere virkning og fortætning proces med efterfølgende partikler som illustreret ved påvirkning fra partikel 2 og 3 i figur 1. Filmen tæthed i volumen af prøven kan ses ved tværsnits- billede i figur 5. Dette billede, sammen med større forstørrelse indpresningsdybde af tværsnittet, giver yderligere bevis for en tæt film.

Ruheden ses i SEM-billede bekræftes også kvantitativt i profilen scanninger. Ruheden af ​​disse film kan skyldes den høje deposition (1,95 um / min). Det er muligt, at film dannet merelangsomt vil sætte partikler fuldt fraktur og overholde før yderligere partikler ankommer, men stigningen i filmen ruhed kan også være fundamentalt relateret til stigningen i lagtykkelse 21. Faldet i tykkelse tværs af filmen viser, at partikelstrømmen ind i afsætningskammeret ikke er konstant under hele deposition. Mulige årsager kunne være forårsaget af tab af pulveret i aerosol, sammenklumpning af pulveret i bunden af ​​aerosolen kammer, og / eller filter tilstopning. Fuldt tørring og sigtning pulverne og ændring af aerosol kammer, der er vist i figur 3 er strategier, der iværksættes for at forbedre og styring af udfældningshastigheden og film ensartethed.

FMR spektrum for denne prøve angiver, at YIG filmen har en resonans felt og lineshape der er typisk for polykrystallinske ylG film dyrket ved andre teknikker. Den linewidth af AD deponerede film er noget bredere end andre rapporteret polykrystallinskefilm af ca. 100-200 Oe 16. Dette skyldes sandsynligvis den nano-krystallinske sammensætning af filmen. Bemærk, at enkelt-krystal ylG film har en typisk FMR liniebredde på mindre end 1 Oe selv for sammenlignelige tykkelser 22. Da denne film er godt modelleret af en Lorentz lineshape kunne man let konkludere, at filmen er ensartet og fri for inhomogeniteter. I dette tilfælde kunne en udvidelse af linewidth tilskrives iboende afslapning processer såsom Gilbert afdæmpning og / eller 2-Magnon spredning 18. Den skrånende tykkelse profil i figur 6 er bevis for, at deposition ikke er konstant under hele processen, og derfor er filmen ikke sandsynligt, at være helt fri for inhomogeniteter. En mere dybdegående undersøgelse skal forpligtet sig til fuldt ud at inddrage disse mekanismer (se også diskussionen i ref. 3), samt bedre forfinelse af det nuværende AD system. Den mest sandsynlige årsag til ikke-ensartet dækning er, at aerosolen genbejdede i aerosol kammeret kan blive opbrugt, og / eller filteret bliver tilstoppet. Begge disse virkninger ville forårsage mængde pulver ind i afsætningskammeret at mindske og derved resultere i en lavere aflejringshastighed.

Resultaterne præsenteret ovenfor indikerer vellykket aflejring af en næsten 11 um tyk film ved en deposition på næsten 2 um / min (for en 75 mm 2-område) ved hjælp af AD-systemet og protokol præsenteres her. Filmen består af tæt komprimerede og tilfældigt orienterede korn, der er meget mindre end de startende partikler på grund af virkningen, fraktur og densifikation mekanismer involveret i denne proces. Filmen viser sammenlignelige FMR felt linewidth form og resonans til rapporterede ylG film 15-17. Der er behov for yderligere arbejde for bedre at kontrollere strømmen af ​​agglomerater i deposition kammer for at sikre en mere ensartet vækst film.

Nuværende arbejde er i gang for yderligere at forbedre conkonsistens af afsætningsprocessen. Yderligere tørring og sigtning protokoller bliver udviklet for at sikre, at pulveret har samme konsistens under hver kørsel. Design er også i gang for at skabe et forbedret filtreringssystem med mindre tilstopning. En redesign af dyseindløbet vil også hjælpe med at forebygge klumpet pulver fra indsamling inden i dysen hals. Mere dybdegående undersøgelser af de magnetiske og strukturelle egenskaber er også i gang. Nogle aktuelle undersøgelser omfatter, opbygning af film lag-på-lag for bedre at forstå variationer i de magnetiske egenskaber af disse film skabt af aerosol deposition.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at afsløre.

Acknowledgments

SDJ taknemmeligt anerkender støtte fra American Association for Engineering Education / NRL Postdoc Fellowship Program, diskussioner med Konrad Bussmann (NRL) og Mingzhong Wu (Colorado State University) på de magnetiske egenskaber af materialer, og Ron Holm (NRL) for sin del i udformningen og gennemførelsen af ​​NRL AD system.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Ferromagnetic Resonance Spectrometer www.bruker.com/ 9.5 GHz Spectrometer
Scanning Electron Microscope www.zeiss.com LEO Supra 55
Profilometer www.kla-tencor.com/ D-120
Stereo Microscope www.microscopes.com Omano Stereo Microscope Used for inspection directly after removal from deposition chamber
Double-sided Copper Tape www.2spi.com 05085A-AB hold-down clips or other adhesives may be used
Nitrile Exam Gloves www.fishersci.com 19-130-1597D
2-propanol www.fishersci.com A451SK-4
Acetone www.fishersci.com A11-1
Yttrium Iron Garnet Powder www.trans-techinc.com/ Call for Product Information Powder is custom made to order and ground to specifications
Stainless Steel Spoon www.fishersci.com 14-429E Used for scooping and transferring powder
Alumina Boats www.coorstek.com/ 65580
Drying Furnace www.paragonweb.com KM14 ceramic furnace Furnace is connected to air during drying
Powder Sieves www.advantechmfg.com/ 270SS8F A selection of mesh openings are needed to sieve from large down to target size
Ultra High Purity Nitrogen Gas www.praxairdirect.com NI 5.0UH-3K Used as medium for aerosol.
Air Breathing Quality www.praxairdirect.com AI BR-4KN Used inside furnace during drying
Lab Balance www.balances.com/ Sartorius ED224S Lab Balance Used for weighing powder
Sapphire Wafers www.pmoptics.com/ PWSP-313211

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Akedo, J. Room Temperature Impact Consolidation (RTIC) of Fine Ceramic Powder by Aerosol Deposition Method and Applications to Microdevices. J. of Therm. Spray tech. 17, 181 (2008).
  2. Hahn, B. D., Park, D. -S., Choi, J. -J., Ryu, J. Osteoconductive hydroxyapatite coated PEEK for spinal fusion surgery. Appl. Surf. Sci. 283, 6-11 (2013).
  3. Johnson, S. D., et al. Aerosol Deposition of Yttrium Iron Garnet for Fabrication of Ferrite-Integrated On-Chip Inductors. IEEE Trans. on Magnetics. 51 (05), (2015).
  4. Johnson, S. D., Kub, F. J., Eddy, C. R. ZnS/Diamond Composite Coatings for Infrared Transmission Applications Formed by the Aerosol Deposition Method. Proceedings of SPIE. 8708, 87080T-87081T (2013).
  5. Han, G., Ryu, J., Yoon, W. -H., Choi, J. -J. Effect of electrode and substrate on the fatigue behavior of PZT thick. Ceram. Int. 38 (1), S241-S244 (2012).
  6. Ryu, J., Baek, C. -W., Lee, Y. -S., Oh, N. -K. Enhancement of Multiferroic Properties in BiFeO3-Ba(Cu1/3Nb2/3)O-3. Film. J. Am. Ceram. Soc. 94 (2), 355-358 (2011).
  7. Park, C. -S., Ryu, J., Choi, J. -J., Park, D. -S. Giant Magnetoelectric Coefficient in 3-2 Nanocomposite Thick Films. Jpn. J. Appl. Phys. 48 (8), 1 (2009).
  8. Ryu, J., Park, D. -S., Schmidt, R. In-plane impedance spectroscopy in aerosol deposited NiMn2O4 negative. J. Appl. Phys. 109 (11), 112722 (2011).
  9. Yoon, W. -H., Ryu, J., Choi, J. -J., Hahn, B. -D. Enhanced Thermoelectric Properties of Textured Ca3Co4O9 Thick Film by Aerosol Deposition. J. Am. Ceram. Soc. 93 (8), 2125-2127 (2010).
  10. Ryu, J., Kim, K. -Y., Choi, J. -J., Hahn, B. -D. Flexible Dielectric Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7 Thin Films on a Cu-Polyimide Foil. J. Am. Ceram. Soc. 92 (2), 524-527 (2009).
  11. Hahn, B. -D., Lee, J. -M., Park, D. -S., Choi, J. -J. Mechanical and in vitro biological performances of hydroxyapatite-carbon. Acta Biomater. 8 (8), 3205-3214 (2009).
  12. Choi, J. -J., Cho, K. -S., Choi, J. -H., Ryu, J. Effects of annealing temperature on solid oxide fuel cells containing (La,Sr) (Ga,Mg,Co)O3-δ electrolyte prepared by aerosol deposition. Mater. Lett. 70, 44-47 (2012).
  13. Ryu, J., Hahn, B. -D. Porous Photocatalytic TiO2 Thin Films by Aerosol Deposition. J. Am. Ceram. Soc. 93 (1), 55-58 (2010).
  14. Harris, V. G., et al. Recent advances in processing and applications of microwave ferrites. J. of Magn. and Magn. Mat. 321, 2035 (2009).
  15. Kang, Y. -M., Ulyanov, A. N., Yoo, S. -I. FMR linewidths of YIG films fabricated by ex situ post-annealing of amorphous films deposited by rf magnetron sputtering. Phys. Stat. Sol. (a). 204 (3), 763-767 (2007).
  16. Popova, E., et al. Perpendicular magnetic anisotropy in ultrathin yttrium iron garnet films prepared by pulsed laser deposition technique). J. of Vac. Sci. Techn. A. 19 (5), 2567-2570 (2001).
  17. Sun, Y., et al. Growth and ferromagnetic resonance properties of nanometer-thick yttrium. Appl. Phys. Lett. 101 (15), 082405 (2012).
  18. Kalarickal, S. S., Krivosik, P., Das, J., Kim, K. S., Patton, C. E. Microwave damping in polycrystalline Fe-Ti-N films: Physical mechanisms and correlations with composition and structure. Phys. Rev. B. 77, 054427 (2008).
  19. Johnson, S. D. Advances in Ferrite-Integrated On-Chip Inductors Using Aerosol Deposition. Magnetics Business & Technology Magazine. 10, (2014).
  20. Johnson, S. D., Glaser, E. R., Cheng, S. -F., Kub, F., Eddy Jr,, R, C. Characterization of As-Deposited and Sintered Yttrium Iron Garnet Thick Films Formed by Aerosol. Appl. Phys. Express. 7, 035501 (2014).
  21. Lee, D. -W., Nam, S. -M. Factors Affecting Surface Roughness of Al2O3 Films Deposited on Cu Substrates by an Aerosol Deposition Method. J. of Ceramic Proc. Research. 11, 100 (2010).
  22. Glass, H. L., Elliott, M. T. Attainment of the Intrinsic FMR Linewidth in Yttrium Iron Garnet Films Grown by Liquid Phase Epitaxy.J. Cryst. Growth. 34, 285 (1976).

Tags

Engineering aerosol deposition yttrium jern granat mikroovn materialer radiofrekvens materialer tyk film ferromagnetisk resonans kold spray coating stuetemperatur keramik multifunktionelle materialer ferritter oxider
Dannelse af Tykke Tætte Yttrium Iron Garnet Films Brug Aerosol Deposition
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Johnson, S. D., Glaser, E. R., Kub,More

Johnson, S. D., Glaser, E. R., Kub, F. J., Eddy, Jr., C. R. Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition. J. Vis. Exp. (99), e52843, doi:10.3791/52843 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter