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题目:基于磁弹性应用的TbFe基薄膜研究与AFM探针悬梁挠度分析

关键词:TbFeCoV薄膜,磁控溅射,磁畴结构,磁滞回线,AFM探针

  摘要

近年来,TbFe基超磁致伸缩合金薄膜作为一种极有发展前途的功能薄膜材料受到各工业发达国家的关注。这类材料可将电磁能转换成机械能或声能,是重要的能量与信息转换功能材料。它在微型阀、微开关等MEMS系统以及激励器、传感器等微型器件中有着广阔的应用前景。本文选择直径64 mm的Tb、Fe、Co单质靶和FeCoV(1J22)复合靶,采用磁控共溅射法在单晶Si片上沉积TbFeCoV、TbFe、TbCo单层膜和TbFeCoV/Fe多层膜。采用X射线衍射仪、磁力显微镜、振动样品磁强计等手段表征、测量样品的结构和性能。结合实验结果,建立基于磁致伸缩效应的悬臂梁模型,采用能量最小法对悬臂梁挠度进行计算,并对实际的AFM探针数据进行分析。研究结果将为低场磁致伸缩性能的进一步提高和测试系统的优化设计提供依据。在论文的第一部分,研究了Tbx(FeCoV)100-x系列薄膜在不同制备条件(溅射气压、功率、基片温度)下的微观结构和磁性能。实验发现,当x=23(补偿点),薄膜的饱和磁化强度为零,矫顽力发散;x=40时,其饱和磁化强度出现最大值;在23