真空热处理对TbDyFe薄膜结构和磁学性能的影响

采用磁控溅射制备TbDyFe非晶薄膜,系统研究了不同温度和时间真空热处理对薄膜结构与磁学性能的影响。当热处理温度高于450℃时,薄膜中有磁致伸缩的RFe2结晶相形成。热处理使Tb0.28Dy0.72Fe2薄膜的易磁化方向从垂直于膜面向平行于膜面转变,并显著提高膜面内饱和磁化强度。450℃真空热处理60min后Tb0.29Dy0.71Fe1.8薄膜饱和磁化强度较高、矫顽力低,更容易在低场下磁化,适于低场下作为磁致伸缩薄膜应用。

热处理对TbDyFe薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法利用镶嵌靶材制备非晶TbDyFe薄膜,然后分别在150,300,450,550℃下退火,研究了热处理对TbDyFe薄膜性能的影响.结果显示,550℃温度下退火的样品出现RFe2相.随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大,空洞网络变短而宽.薄膜的磁特性显示,其矫顽力及矩磁比均在出现RFe2相的550℃退火的样品中达到最大值.随着退火温度的增加,薄膜的易磁化轴从垂直膜面方向向平行膜面方向转动.

功率对磁控溅射TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜,通过考察薄膜成分及其微结构,分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明,同一薄膜内部成分相当均一,但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低,薄膜内部微柱状体结构导致了磁各向异性的产生,磁致伸缩性能下降;溅射功率提高到120W,微柱状体结构消失,薄膜内部趋于均一连续,磁致伸缩性能较好。

TbDyFe超磁致伸缩薄膜的低场磁敏特性

采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响。研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场磁敏性能;易磁化方向平行于膜面的软磁Fe膜的复合,使薄膜平行于膜面的易磁化性能大大提高,复合薄膜的强制磁致伸缩系数(dλ/dH)提高3倍以上。单层薄膜厚度越小,交换作用越强,低场磁致伸缩性能越好;当薄膜厚度大于交互作用距离、薄膜的总厚度不变时,单层薄膜的厚度变化对复合薄膜的磁致伸缩性能没有影响。

热处理及SmCo磁性层对TbDyFe 薄膜磁致伸缩性能的影响

研究了SmCo薄膜的复合及热处理对TbDyFe薄膜磁性及磁致伸缩性能的影响。XRD分析表明制备态的TbDyFe薄膜为非晶态,在450℃退火后,样品仍保持非晶态结构。退火处理减少了薄膜的垂直各向异性,并且退火热应力有利于薄膜的易磁化轴转向膜面,从而提高了薄膜的磁导率和TbDyFe薄膜低场下的磁致伸缩值。磁控溅射的SmCo薄膜有良好的软磁性能,它的复合也能有效地增强TbDyFe薄膜的低场磁致伸缩性能。

TbDyFe薄膜对三明治膜巨磁阻抗效应的影响

将600℃退火后的超磁致伸缩材料(Tb_(0·27)Dy_(0·73))_(0·3)Fe_(0·7)薄膜作为Ni_(80·2)Fe_(14·1)Si_(0·2)Mn_(0·4)Mo_(5·1)三明治膜的基底,制备出四层膜.结果表明:附加的磁致伸缩并没有减小材料的巨磁阻抗(GMI)效应,而由于磁场下磁致伸缩材料的应力效应影响了三明治膜中的各向异性场,使三明治膜的GMI效应增大了4倍.再将制备态的四层膜在280℃下真空退火,退火态四层膜也增大了三明治膜的GMI效应,但可能由于磁致伸缩向磁性层中的扩散,其GMI效应相对于制备态四层膜则有所降低.

基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器敏感机理分析

为实现高灵敏度、低温漂的高性能电流传感器,提出将声表面波技术与磁致伸缩效应相结合的电流检测方法,分析了其敏感机理并改善其温度特性。这种声表面波电流传感器采用128°YX-Li Nb O3作为压电基片,表面覆盖SiO_2薄膜来改善器件温度稳定性,并溅射超磁致伸缩Tb Dy Fe薄膜以响应电流。在电流作用下,Tb Dy Fe薄膜会发生磁致伸缩效应和ΔE效应,引起声表面波相速度的改变。结合层状介质中声传播理论,分析了给定电流下层状结构中声表面波的传播特性,特别分析了Tb Dy Fe和SiO_2膜厚对传感器响应的影响。计算结果表明,Tb Dy Fe和SiO_2薄膜厚度分别为0.5μm、2μm时,该声表面波电流传感器具有最大检测灵敏度58.2 k Hz/A,有良好温度稳定性和较高的灵敏度,从而为高性能声表面波电流传感器的研制奠定理论基础。