交換耦合磁致伸縮多層膜微磁學(xué)研究.pdf

1、磁致伸縮交換耦合多層膜由于具有優(yōu)異的低場(chǎng)磁致伸縮性能，受到人們的廣泛關(guān)注。為了深入認(rèn)識(shí)磁致伸縮交換耦合多層膜的磁化行為及磁致伸縮特性，本文建立了納米雙相交換耦合磁致伸縮多層膜的理論模型，研究了材料參數(shù)對(duì)多層膜磁化行為及磁致伸縮特性的影響，為磁致伸縮交換耦合多層膜材料的制備與設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。 首先，本文在自由能中引入交換能、磁各向異性能、外磁場(chǎng)能、磁致伸縮能、純彈性能及應(yīng)力能后，基于能量極小原理求得了多層膜在外磁場(chǎng)中滿足的

2、磁學(xué)方程。同時(shí)，根據(jù)多層膜的力學(xué)平衡條件，建立了多層膜的力學(xué)方程。然后基于Stoner-Wohlfarth模型和Newton算法設(shè)計(jì)了一個(gè)“預(yù)測(cè)—調(diào)整”數(shù)值算法，實(shí)現(xiàn)了模型的數(shù)值計(jì)算。模擬計(jì)算結(jié)果表明： 與單層磁致伸縮薄膜相比，“磁致伸縮/軟磁”交換耦合多層膜的飽和場(chǎng)明顯降低，低場(chǎng)磁致伸縮靈敏度顯著提高，這與(TbFe/α-Fe)n多層膜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。 當(dāng)磁致伸縮層磁各向異性與軟磁層磁各向異性相差較大時(shí)，沿磁致伸縮層的

3、易軸方向或難軸方向磁化，多層膜的磁學(xué)及力學(xué)性質(zhì)差別較大。沿磁致伸縮層難軸方向磁化時(shí)，多層膜的低場(chǎng)磁致伸縮靈敏度較好。 雖然軟磁層的磁各向異性角對(duì)多層膜的磁學(xué)及力學(xué)性質(zhì)幾乎沒(méi)有影響，但磁各向異性常數(shù)卻會(huì)顯著影響多層膜的性質(zhì)。隨軟磁層的磁各向異性常數(shù)降低，多層膜的飽和場(chǎng)降低，低場(chǎng)磁致伸縮性能提高。 軟磁層與磁致伸縮層的膜厚比也顯著影響多層膜的性質(zhì)。膜厚比越大，多層膜的飽和磁化強(qiáng)度越高，飽和場(chǎng)越低。在低場(chǎng)下，隨著膜厚比的增大，