文档介绍：电子科技大学
博士学位论文
α-Fe/TbFe<,2>纳米晶交换耦合效应及磁致伸缩性能研究
姓名:蒋洪川
申请学位级别:博士
专业:材料物理与化学
指导教师:李言荣
20060901
摘要采用磁控溅射法制备非晶薄膜,系统研究了舡分压和溅射角度对薄膜的垂直各向异性逐渐减小,面内各向异性逐渐增强。在适当的加分压范围内,巨磁致伸缩薄膜在微泵、微阀、微开关等系统以及微型器件中有着广阔的应用前景。本论文以提高薄膜的低场磁致伸缩性能为主要研究目标,利用胖律焖跸嗪蚈籉泶畔嗄擅拙Ы换获詈闲в档蚑∧さ谋ズ统。进而提高薄膜的低场磁致伸缩性能。主要开展了薄膜磁致伸缩系数测试系统设计和构建、非晶态磁致伸缩薄膜的制备及性能研究、荆瓼疶纳米晶交换耦合一维模型的建立,以及快速循环退火对薄膜磁致伸缩性能的影响等几个方面的系统研究。,推导得到了薄膜磁致伸缩系数与悬臂梁自由端挠度的关系式。基于激光光杠杆放大法,实现了薄膜磁致伸缩系数的计算机辅助测试。通过标定,测试系统的分辨率小于。薄膜微结构、磁性能以及磁致伸缩性能的影响。研究结果表明:随分压的增大,薄膜中含量增加,薄膜的磁畴结构由垂直于膜面逐渐转向平行于膜面,分压的增加有利于改善薄膜的软磁性能,提高薄膜的低场磁致伸缩性能。倾斜溅射可显著改善薄膜的软磁性能,提高薄膜的低场磁致伸缩性能。随溅射角度的减小,薄膜的软磁性能逐渐提高、饱和场逐渐降低、低场磁致伸缩性能基于能量最小原理,首次建立了/擅拙Ы换获詈弦晃P停捎微磁学方法深入分析了疶纳米晶交换耦合作用、瓼鸥飨蛞煨越恰⑷磁相磁晶各向异性常数以及晶粒尺寸对薄膜磁性能以及磁致伸缩性能的影著改善薄膜的软磁性能,提高薄膜的低场磁致伸缩性能;狥拇鸥向异性角对薄膜的性能几乎没有影响;软磁相磁晶各向异性常数的减小,有利于薄膜软磁性能的改善,有利于提高薄膜低场磁致伸缩性能:和相晶粒尺寸显著影响薄膜的性能,在交换耦合尺度范围内,随晶粒尺寸的增大,薄膜的软磁性能提高,在低场下,薄膜的磁致伸缩性能提高,而高场下,薄膜的磁致伸缩性能却降低。首次从理论上解释了狥疶纳逐渐提高。响。模拟结果表明:与单一的嘞啾龋琣—/擅拙Ы换获詈闲в上
米晶交换耦合效应可提高薄膜的低场磁致伸缩性能。系统研究了快速循环退火对蚾纳米晶相的形成、薄膜微结构、磁性能以及磁致伸缩性能的影响。研究表明:在一定的温度和时间范围内,快速循环退火可在薄膜中获得纳米晶胖律焖跸嗪驼保瓼泶畔啵辉诮换获合尺度范围内,胖律焖跸嗪蚦【.软磁相纳米晶交换耦合效应可显著改善薄膜的软磁性能,提高薄膜的低场磁致伸缩性能,实验研究结果与理论研究结果定性吻合。首次从实验上证实了甜/擅拙Ы换获詈闲в商高薄膜的低场磁致伸缩性能。本论文得到的制备薄膜优化工艺参数为:分压,溅射功率靶基距,溅射角度嘶鹞露。嘶鹗奔I滤俾痵。采用优化工艺制备的薄膜在外场为/保∧さ拇胖律焖跸凳关键词:磁致伸缩,疶纳米晶交换耦合效应,微磁学,快速循环退火摘要。
..—琺琺甀琣—鷅”甒琣,.,畉·礷:,.,,—狥疶.——騛
猚,...甒甒.,.瑃狥疶,伍甿阰甌.,琱/簃Ⅱ一/—,疶/猚狥,.—,:,”,。痵
:岫圃拢豢独创性声明关于论文使用授权的说明廿零卜及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。日期:暾荚护本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全等复制手段保存、汇编学位论文。本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑签名:日
第一章绪论应如表所利矾。虽然人们很早就发现了磁致伸缩效应,但在其后约一个世纪里,代,以及热朔⑾窒⊥猎拥拇啪乜筛叽冻磁致伸缩效应及其发展在磁场作用下,磁性材料由于磁化状态的改变引起材料的长度和体积发生改变的现象称为磁致伸缩效应,材料长度的变化称为线磁致伸缩,材料体积的改变称为体磁致伸缩【。线磁致伸缩大小一般用相对变化旯鳌辏幢硎荆杓虺拼胖伸缩系数。磁致伸缩效应是磁性材料的基本现象,广泛存在于铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性等材料中。⑾值模因此又称焦耳效应。到现在为止,在铁磁材料中观察到的磁致伸缩效应及其逆效磁致伸缩材料的研究、发展及其应用却十分缓慢,直到年,和多晶体的磁致伸缩效应ズ