交換耦合磁致伸縮多層膜微磁學研究.pdf

1、磁致伸縮交換耦合多層膜由于具有優(yōu)異的低場磁致伸縮性能，受到人們的廣泛關注。為了深入認識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計提供理論依據(jù)和指導。 首先，本文在自由能中引入交換能、磁各向異性能、外磁場能、磁致伸縮能、純彈性能及應力能后，基于能量極小原理求得了多層膜在外磁場中滿足的

2、磁學方程。同時，根據(jù)多層膜的力學平衡條件，建立了多層膜的力學方程。然后基于Stoner-Wohlfarth模型和Newton算法設計了一個“預測—調整”數(shù)值算法，實現(xiàn)了模型的數(shù)值計算。模擬計算結果表明： 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明顯降低，低場磁致伸縮靈敏度顯著提高，這與(TbFe/α-Fe)n多層膜的實驗結果一致。 當磁致伸縮層磁各向異性與軟磁層磁各向異性相差較大時，沿磁致伸縮層的

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