Synthesis and Electromagnetic Wave Absorption Properties of Multi-Hexaferrites in GHz Range

Abstract

두 종류 이상의 유형을 갖는 육방정 페라이트 복합상을 Z 형 Sr-육방정 페라이트의 기본식에 Ca을 치환한 조성(Sr_3-xCa_xCo₂Fe₂₄O₄₁,x = 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)에 대해 고상법으로 공기 중 1160 ℃ 및 1210 ℃에서 1, 2차 하소를 통하여 합성하였다. X-선 회절분석 결과 화학양론적 Z 형 육방정 페라이트 조성(Sr₃Co₂Fe₂₄O₄₁)에서 Z+U+W 복합상이 얻어졌고, Ca의 첨가량이 x = 0.1에서 X +U+W 상들이, x = 0.2, 0.3, 0.4에서는 모두 X +W 복합상이 각각 얻어졌다. 자기적 특성은 x = 0 시료 보다 x = 0.1 이상의 시료에서 포화자화 값이 크게 증가하고 복소투자율의 실수부 및 허수부 spectra가 고주파 방향으로 이동하면서 투자율 허수부의 peak은 보다 broad하게 변화하였다. 이에 따라 두께와 주파수의 함수로 나타낸 반사 손실(RL) map에서 전자기파를 강하게 흡수하는 영역은 더 높은 주파수와 낮은 두께 방향으로 변화하였다. x = 0 시료의 경우 4.6 ㎜ 두께, 4.6 GHz 주파수에서 RL = -42 dB의 최대 흡수능을 보였으며, x = 0.1 이상의 시료에서는 2㎜ 내외 두께와 10 GHz 이상의 주파수 영역에서 RL= -30 dB 이하의 높은 흡수능을 보였다. x = 0.3 경우, 2.2 ㎜ 두께 및 11.4 GHz 주파수에서 RL = 56.5 dB의 최대 흡수능을 보였다. x = 0.2 시료는 2.3㎜ 두께로 X-band 전 영역을 포함하는 8~14 GHz 대역에서 RL＜ -10 dB을 만족하였다. 이러한 광범위한 전자기파 흡수 특성은 자기적으로 soft한 X 상과 보다 hard한 W 상 등 강자성 공명 특성이 서로 다른 육방정 페라이트의 혼합상들의 특성의 중첩효과에서 기인한 것으로 분석된다.