磁电子材料与器件研究组

      磁致伸缩材料Fe81Ga19合金具有饱和场低（~100 Oe），延展性好，伸缩量适中（~350 ppm）等优点，在传感器，驱动器领域具有广泛的应用前景。在微机电系统以及多功能复合材料中，获得应力敏感的磁致伸缩薄膜至关重要。在以往的相关研究中，生长在刚性衬底上磁致伸缩薄膜，由于衬底的束缚，薄膜在应力传感以及磁电耦合等方面的灵敏度急剧降低。近年来，基于柔性衬底的磁性薄膜和自旋电子学器件引起了人们的广泛兴趣，柔性衬底杨氏模量小，易形变，基于柔性衬底的磁致伸缩薄膜对外加应力或磁场将变得更加敏感。

      目前，中科院磁性材料与器件重点实验室李润伟研究团队在柔性衬底PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）上制备出性能优异的Fe81Ga19多晶薄膜，磁性测试结果表明该体系中存在非常明显的磁单轴各向异性(1.81×105erg/cm3)。进一步，我们通过弯曲应变，分别在易轴和难轴施加不同程度的应力对Fe81Ga19薄膜的磁各向异性进行了调控。研究结果表明，在应力作用下，Fe81Ga19薄膜的易轴可以调控成难轴，反之亦然。考虑多晶薄膜中的易磁化轴的角分布并对Stoner-Wohlfarth 模型进行改进，我们从理论上对应力可调的单轴磁各向异性实验结果进行了定性的解释。

      该研究结果对于柔性磁电子学器件的研发具有重要的指导意义，论文发表在Appl. Phys. Lett. 100, 122407 (2012) （详细内容参见：http://dx.doi.org/10.1063/1.3696887），该研究工作获得973子课题、国家自然科学基金（11174302）、国家重点基础研究项目（2012CB933004） 宁波科技创新团队（2011B82004,2009B21005）等项目支持。

      图 （a） 磁场沿易轴或难轴方向且平行膜面，通过施加横向弯曲应变，矩形比随应变程度变化的关系图。 图 （b） 由改进的Stoner-Wohlfarth模型计算出的矩形比随Ke/Ms的变化关系曲线。