不同温度及外加磁场方向外延生长Ni-Mn-Ga薄膜的磁性能研究
2021-07-13姜钟生闫海乐李宗宾
曲靖师范学院学报 2021年3期
姜钟生,杨 波,闫海乐,李宗宾
(东北大学 材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110819)
0 引 言
Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆合金具有大磁致应变[1-3]、巨磁热效应[4-7]等多种优异的功能行为,已成为智能传感驱动[8-11]、新型固态制冷[12-14]、高频能量收集[15-17]和高效热磁发电[18-20]等领域的优选材料之一.以往研究表明此类合金的磁控功能行为均强烈依赖于晶体取向、晶粒间交互作用以及马氏体变体组态等因素,使得单晶及强取向多晶块体的磁控性能要明显优于无择优取向多晶块体[1-2,21-22].利用外延生长能够直接制备出强晶体择优取向的Ni-Mn-Ga合金薄膜,大幅降低微纳传感驱动器件和微区制冷器件的制备成本,因而外延生长Ni-Mn-Ga合金薄膜备受国内外研究者关注[10,23-36],已成为材料科学与凝聚态物理领域的研究热点.
Ni-Mn-Ga合金的磁控功能行为如磁致应变来源于磁场诱发马氏体变体再取向(Magnetically Induced Reorientation,MIR)[1-2,22].众多研究者已经在外延生长Ni-Mn-Ga薄膜的磁滞回线上发现了“磁矩跳跃”现象,从而推断出此类外延生长Ni-Mn-Ga薄膜中存在磁场诱发马氏体变体再取向[24-25,28].然而,由于外延生长Ni-Mn-Ga合金薄膜的马氏体板条组织非常细小,受材料表征手段的限制,前期研究未能提供磁场诱发马氏体孪晶界面移动产生宏观磁致应变或磁场导致马氏体变体晶体取向变化的直接证据.
另外,人们对外延生长Ni-Mn-Ga薄膜的磁滞回线上产生“磁矩跳跃”现象的温度与施加磁场方向尚未进行系统研究.研究外延生长……
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