稀土磁致伸縮薄膜課件

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2010.5.25稀土超磁致伸縮薄膜目錄☆二應(yīng)用領(lǐng)域☆三研究現(xiàn)狀☆一簡介☆四前景展望一、簡介稀土超磁致伸縮薄膜材料是以稀土超磁致伸縮材料為靶材而制備的一種功能薄膜，包括(Tb，Dy)Fe薄膜和Sm-Fe薄膜等。稀土超磁致伸縮薄膜比基體材料位移量大主要特點(diǎn)器件微型化

元器件的驅(qū)動(dòng)是無接觸式，靠外加磁場驅(qū)動(dòng)

磁各向異性小、磁滯后小、共振頻率高等二、應(yīng)用領(lǐng)域2、在線性超聲微馬達(dá)中的應(yīng)用

稀土超磁致伸縮功能薄膜材料的應(yīng)變大，頻率相應(yīng)快，磁滯后小，因此被應(yīng)用于線性超聲微馬達(dá)中。用稀土超磁致伸縮功能薄膜制備的線性超聲微馬達(dá)由(100)晶向硅晶片基板和具有正磁致伸縮效應(yīng)的Tb-Fe功能薄膜制成。二、應(yīng)用領(lǐng)域3、在微型行走機(jī)械中的應(yīng)用

隨著微型化的發(fā)展，行走機(jī)械的能源供給問題現(xiàn)在還沒有有效的解決方法，并成為開發(fā)微小行走機(jī)械的難關(guān)。作為該能源供給問題的一個(gè)解決方法，便是利用非接觸式驅(qū)動(dòng)的超磁致伸縮功能薄膜型微驅(qū)動(dòng)元件。它的工作原理是利用外加磁場與行走機(jī)械共振來大幅度的提高機(jī)構(gòu)的步進(jìn)速度。分子束外延生長(MBE)法離子束濺射(IBS)法制備方法三、研究現(xiàn)狀真空輝閃蒸鍍(FE)磁控濺射法脈沖激光輔助沉積三、研究現(xiàn)狀

對于稀土磁致伸縮單層膜，通過改變薄膜成分或優(yōu)化制備條件如濺射功率、Ar氣壓、退火溫度、襯底溫度，可以改變磁致伸縮單層膜的磁致伸縮和磁學(xué)性能。其中對TbDyFe體系單層膜的研究比其它體系單層膜更為廣泛。三、研究現(xiàn)狀1、成分對性能的影響

合金的成分直接影響化合物的磁矩、居里溫度和磁晶各向異性，從而影響薄膜的磁致伸縮性能。用磁致伸縮符號(hào)相同而磁晶各向異性相反的TbFe2和DyFe2在TbDyFe化合物組成磁晶各向異性相互補(bǔ)償?shù)亩祷衔?，將降低磁晶各向異性。三、研究現(xiàn)狀2、薄膜應(yīng)力性能的影響

一般情況下，要求易磁化方向平行于膜面。對于TbDyFe薄膜，當(dāng)薄膜受拉應(yīng)力時(shí)，易磁化方向平行于膜面；而薄膜受壓應(yīng)力時(shí)，易磁化方向垂直于膜面。薄膜的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)可通過改變工藝條件、選用不同熱膨脹系數(shù)的襯底以及后續(xù)處理進(jìn)行調(diào)整。三、研究現(xiàn)狀

為了進(jìn)一步提高磁致伸縮薄膜的低場特性和軟磁特性，對磁致伸縮多層膜的研究也是一個(gè)熱點(diǎn)。制備多層膜的出發(fā)點(diǎn)主要是通過增加飽和磁化強(qiáng)度Ms來降低飽和磁化場Hs(Hs=2K/Ms)。理論上研究多層膜的交換耦合作用、磁化過程以及反磁化核形核、長大等內(nèi)容，技術(shù)應(yīng)用上研究如何提高磁致伸縮多層膜的低場特性和軟磁特性。四、前景展望

各領(lǐng)域?qū)?yīng)用超磁致伸縮薄膜的要求促進(jìn)了對薄膜低場性能的深人研究，并有較大進(jìn)展，而且在應(yīng)用方面也有可喜成果。

但超磁致伸縮薄膜材料本身固有的一些缺陷以及理論研究的不成熟也限制了該材料的實(shí)際應(yīng)用。四、前景展望

在理論方面，超磁致伸縮多層膜比單層膜有更優(yōu)異的性能，但人們對于該交換耦合多層膜磁致伸縮特性、反磁化機(jī)制及其影響因素仍然不是十分清楚