TbFe磁致伸縮薄膜制備及性能研究.pdf

1、該文基于材料力學(xué)原理分析了磁致伸縮薄膜-基片雙層懸臂梁撓度與薄膜磁致伸縮系數(shù)的關(guān)系,所得結(jié)果與采用能量最小化和有限元方法得到的結(jié)果一致,并將其擴展到了多層膜的情形,得到了一個簡潔的表達式.基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的激光光杠桿放大法,將薄膜磁致伸縮系數(shù)的測量轉(zhuǎn)化為激光光斑位移的測量.通過在Testpoint平臺上開發(fā)的磁致伸縮測試程序,采用位置敏感傳感器(PSD)和信號處理電路獲得光斑位置信息,實現(xiàn)了薄膜磁致伸縮系數(shù)的計算機輔助測試,系統(tǒng)的分辨率:

2、λ<1ppm.該測試系統(tǒng)能較好地對磁致伸縮薄膜磁致伸縮系數(shù)進行測量.采用直流磁控濺射法制備了TbFe磁致伸縮薄膜,并對薄膜進行了快速循環(huán)退火處理,得到TbFe薄膜的最佳制備工藝參數(shù)為:濺射功率40W,工作氣壓(Ar)0.4Pa,靶基距7cm,退火溫度550℃,退火循環(huán)次數(shù)4次.對獲得的TbFe薄膜進行的分析測試表明:經(jīng)過快速循環(huán)退火處理后TbFe薄膜的易磁化方向為平行膜面方向,軟磁性能較好;薄膜中存在TbFe<,2>Lave納米晶相和α

3、-Fe納米晶相的交換耦合作用;在外加磁場14000e下薄膜的磁致伸縮系數(shù)λ達到151ppm.對制備態(tài)的TbFe薄膜,利用磁力顯微鏡(MFM)考察了薄膜厚度對TbFe薄膜磁疇結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)現(xiàn)TbFe薄膜在厚度較小時為水平疇,隨著厚度的增加,薄膜磁疇轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪碑?迷宮疇),并且隨著厚度的進一步增加,垂直疇(迷宮疇)變大.考察了入射離子束與基片法向夾角θ對TbFe薄膜磁致伸縮性能的影響,得到了入射離子束與基片法向夾角θ的較佳值為60°.夾角θ