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分子动力学方法研究缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩的影响

张硕 龙连春 刘静毅 杨洋

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分子动力学方法研究缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩的影响

张硕, 龙连春, 刘静毅, 杨洋

Molecular dynamics study on the effect of defects on magnetostriction of iron thin films

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-22
  • 上网日期:  2021-09-22

分子动力学方法研究缺陷对铁单质薄膜磁致伸缩的影响

  • 1. 北京工业大学
  • 2. 中国科学院物理研究所
    基金项目: 国家级-国家重点研发计划(2018YFB0703500)

摘要: 磁致伸缩材料在传感、控制及能量与信息转换等领域应用前景广阔,此类材料的性能提升及工程应用已成为研究热点,但材料在制备与使用中不可避免会出现缺陷。本文以常用的铁磁性材料铁单质为研究对象,采用分子动力学方法分别建立无缺陷、孔洞缺陷与裂纹缺陷的铁单质磁致伸缩结构模型,分析了缺陷形式对铁单质薄膜磁致伸缩行为的影响,并从微观原子磁矩角度解释缺陷对磁致伸缩行为的影响机理。结果表明:缺陷会对其周围的原子磁矩产生影响,从而影响铁单质薄膜磁致伸缩,其中孔洞形缺陷对磁致伸缩的影响较小,裂纹形缺陷对磁致伸缩的影响较大。裂纹的方向会影响铁单质薄膜的磁致伸缩,与磁化方向平行的裂纹会降低材料在磁化方向上由初始状态至磁化达到饱和的最大磁致伸缩量;与磁化方向垂直的裂纹会提高材料在磁化方向上由初始状态至磁化达到饱和的最大磁致伸缩量。

English Abstract

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