【摘 要】
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铁磁形状记忆合金是近年来研究发现的一类新型智能材料,它们在磁场下兼具大的输出应变和高的响应频率,成为智能驱动与传感材料的首选。Ni-Mn基形状记忆合金薄膜能够弥补块体材料脆性大和驱动门槛值高的不足,并且又具备直接应用在微机电系统中的特性,因而得到了广泛的关注。但是,目前MgO（100）基板上外延生长的Ni-Mn-Ga薄膜由于存在复杂的微观组织和相组成使其尚未获得大的磁致应变,MgO（100）基板上
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铁磁形状记忆合金是近年来研究发现的一类新型智能材料,它们在磁场下兼具大的输出应变和高的响应频率,成为智能驱动与传感材料的首选。Ni-Mn基形状记忆合金薄膜能够弥补块体材料脆性大和驱动门槛值高的不足,并且又具备直接应用在微机电系统中的特性,因而得到了广泛的关注。但是,目前MgO（100）基板上外延生长的Ni-Mn-Ga薄膜由于存在复杂的微观组织和相组成使其尚未获得大的磁致应变,MgO（100）基板上外延生长的Ni-Mn-Sn薄膜由于薄膜与基体之间的错配度较大,马氏体转变温度扩宽,滞后较大,不利于获得大的磁热效应。本论文采用磁控溅射技术分别制备了不同成分的（110）A取向外延生长Ni-Mn-X（X=Ga,Sn）薄膜,利用织构来优化其微观组织,从而减少不利取向的变体,获得具有明显马氏体相变特性的Ni-Mn基薄膜,并且系统分析了化学成分对薄膜微观组织、晶体结构、马氏体相变和磁性能的影响,为进一步研究A12O3（1120）基板上Ni-Mn基薄膜的晶体学提供借鉴。首先,在A12O3（1120）基板上制备了（110）A取向外延生长Ni2MnGa薄膜,由于该薄膜的马氏体相变温度在室温以下,磁滞回线测量的结果表明不存在磁场诱发马氏体变体重新排列现象,这严重影响了其磁致形状记忆效应。基于以上结果,通过调整成分和厚度,制备出了室温下为铁磁性马氏体相的（110）A取向外延生长Ni-Mn-Ga合金薄膜,并且在厚度为200 nm的Ni51.0Mn27.5Ga21.5合金薄膜中发生了磁场诱发马氏体变体重新排列现象。透射电子显微镜的结果表明,随着薄膜厚度的增加,马氏体板条的数量明显增加,其中厚度为200 nm的薄膜中马氏体板条的数量较少,是导致其能发生磁场诱发马氏体变体重新排列的主要原因。通过成分的调控,在Al2O3（1120）基板上制备的（110）A取向Ni49.8Mn36.4Sn13.8薄膜中观察到了最为明显的马氏体相变现象,即奥氏体相与马氏体相之间存在较大的磁化强度差△M,磁化曲线的测量结果表明存在磁场诱发逆马氏体相变现象。而MgO（100）基板上外延生长不同成分的Ni-Mn-Sn薄膜中马氏体相变特性均不明显,铁磁奥氏体相与弱磁马氏体相之间的磁化强度的差△M较小,不利于获得大的磁热效应。
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