薄膜磁致伸缩的定量轮廓测量
应用物理
2023-11-22 v1 仪器与探测器
摘要
本文展示了一种测量薄膜中磁致伸缩应变的直流非接触方法，实现了 0.1 ppm 的业界最佳灵敏度。该方法中，使用光学轮廓仪通过相敏干涉测量磁致伸缩涂层载玻片在直流场下引发的曲率。由此利用 Stoney 公式计算出磁致伸缩应力与应变。这解决了传统基于交流场下悬臂梁偏转测量磁致伸缩的技术局限，后者需要复杂的专用装置且对振动噪声敏感。此外，它揭示了薄膜各向异性信息，并允许同时测量多个样品的可能性。推导了理论灵敏度极限，预测散粒噪声极限为 0.01 ppm。该方法被用于测量薄膜 galfenol 的磁致伸缩滞回与压磁耦合。观察到薄膜性能在厚度超过 206 nm 时退化，同时矫顽力发生变化。这促使对 galfenol 薄膜生长与优化用于器件的研究。
引用
@article{arxiv.2311.12378,
title = {Quantitative Profilometric Measurement of Magnetostriction in Thin-Films},
author = {Hamish Greenall and Benjamin J. Carey and Douglas Bulla and James S. Bennett and Glen I. Harris and Fernando Gotardo and Scott Foster and Warwick P. Bowen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12378},
year = {2023}
}
备注
5 figures. Supplementary information included