应力对FeRh薄膜磁卡效应的调控研究

Magnetorefrigeration effect with small size, long life, high efficiency, low noise, no pollution to the environment and other significant characteristics has attracted a great deal of attention. Magnetorefrigeration is mainly based on the magnetocaloric effect (MCE). Up to now, there is a series of problems like the narrow work temperature and so on, which limit the development of magnetorefrigeration technology. It is necessary to develop a new theory and new method to realize large MCE. This project propose a new method by applying variable strain on FeRh thin film to inprove MCE. With XRD, MFM measurement, the change of structure and magnetic domain in FeRh thin film will also be studied. Through this project the MCE will be improved and the mechanism of strain-induced large MCE of the FeRh film will be clarified. This program provides a method to enhance the MCE of the FeRh films, which will give a guide to study the MCE.

基于磁卡效应的磁制冷具有效率高、噪音小、无环境污染等特点，受到了人们越来越多的关注。目前的磁卡效应存在着数值较低、温区较窄等一系列的问题，限制了磁制冷技术的发展，因此有必要发展大的磁卡效应的新原理和新方法。近期，人们在研究La0.67Ca0.33MnO3/BaTiO3体系时发现，BTO相变过程能诱导LCMO产生大的磁熵变，因此本项目提出了通过施加应力提高FeRh薄膜磁卡效应的方法。通过在多种单晶衬底、铁电衬底上制备刚性及柔性FeRh薄膜的方法，利用晶格外延、BTO相变、铁电衬底上施加电场以及柔性薄膜上施加机械应变等方法产生应力调控其变磁性转变，从而诱导大的磁卡效应，拓宽磁卡效应的工作区间；通过XRD、MFM从结构和微观磁畴方面阐明应力诱导磁卡效应的机理。通过本项目的研究，进一步提高FeRh薄膜中的磁卡效应，阐明应力诱导磁卡效应的机理，将促进磁制冷技术的进一步发展。

FeRh在370K附近存在着反铁磁到铁磁的变磁性转变，这种磁有序的转变可以广泛的应用在自旋电子器件中，受到了人们越来越多的关注。本项目提出了通过施加应力调控FeRh薄膜变磁性转变的方法。通过在多种单晶衬底、铁电衬底上制备刚性及柔性FeRh薄膜的方法，利用晶格外延、BTO相变、铁电衬底上施加电场以及柔性薄膜上施加机械应变等方法产生应力调控其变磁性转变；通过XRD、MFM从结构和微观磁畴方面阐明应力诱导磁相变的机理。通过本项目的研究，可使用多种物理场调控FeRh薄膜中的磁相变，阐明应力诱导磁相变的机理，将促进自旋电子器件的进一步发展。