磁膜-衬底悬臂梁系统中薄膜应力与应变分析.pdf

磁膜-衬底悬臂梁系统中薄膜应力与应变分析 ，利用四参量能量极小化方法求解了任意薄膜/衬底厚度比悬臂梁系统的弯曲问题。
在此基础上重点分析了磁膜应力和应变与构成悬臂梁的两种材料的几何参数和物理参数的关系,给出了这些参数对磁膜-衬底悬臂梁系统的中平面等弯曲特性的...欢迎下载！
paper.edu 磁膜-衬底悬臂梁系统中薄膜应力与应变分析1 那日苏，云国宏 内蒙古理工学院，呼和浩特（010021） E-mail：ghyun@imu.edu 摘 要：利用四参量能量极小化方法求解了任意薄膜/衬底厚度比悬臂梁系统的弯曲问题。
在此基础上重点分析了磁膜应力和应变与构成悬臂梁的两种材料的几何参数和物理参数的 关系，给出了这些参数对磁膜-衬底悬臂梁系统的中平面等弯曲特性的影响。
计算结果表明 中平面在一般情况下是各向异性的，且随着磁膜厚度的增加中平面迅速下降。
磁膜应力随着 膜厚增加而减小，应变随膜厚增加而增加。
材料泊松比对垂直于磁化方向的应力和应变以及 中平面的影响很大。
但是，泊松比对磁化方向的应力，应变和中平面的影响很小，可以忽略。
关键词：磁膜衬底悬臂梁，应力，应变，中平面 中图分类号：O441.2，O343.1 1.引言 磁性材料中的应力对材料自身的磁化、各向异性以及磁致伸缩等性质都有较大的影响， 因此一直以来是磁学及材料科学的研究重点之一[1-3]。
尤其是在磁致伸缩材料中应力、磁场 和温度之间的非线性多场耦合效应[4-6]赋予材料许多新奇特性和广泛的应用 [6-9]。
而在磁性异 质多层薄膜材料中，由于晶格失配、热膨胀系数的差异以及位错等会在磁膜中产生较强的应 力及各向异性[8-10]，从而大大影响着材料的性质。
反之，对于一些材料也可以通过外加可控 应力达到优化材料性质的目的[11-14]。
该方法是将薄膜生长在弯曲衬底上然后将衬底放置自由 [11-13]，或者是将自由衬底上生长的薄膜-衬底系统整体弯曲或拉伸[14]。
因此分析磁性多层薄 膜以及磁膜-衬底复合体中薄膜的应力与应变是研究磁性薄膜物理性质的基础内容之一。