通过片段控制与多层设计实现柔性磁性纳米薄膜的可调磁弹性响应

《ACS Applied Electronic Materials》：Tunable Magnetoelastic Response in Flexible Magnetic Nanofilms via Fragmentation Control and Multilayer Design

研究通过材料选择和多层设计调控柔性铁磁薄膜的磁弹性响应，发现脆性系统因多裂纹和褶皱导致磁性能突变，塑性系统因渐进塑性变形实现可调响应，为可重构磁器件和应变自适应电子提供设计框架。

　　

我们提出了一种策略，通过材料选择和多层结构设计来调控柔性铁磁薄膜的磁弹性响应。利用原位磁光克尔效应（MOKE）磁强计、单轴拉伸测试和光学成像技术，我们研究了延展性和脆性行为如何影响应力作用下磁各向异性和矫顽力的变化。通过对Co单层、Co/W双层、Co/Au双层以及Ni薄膜的对比研究，发现基底材料的性质和薄膜厚度对碎片化模式、屈曲起始以及产生的磁弹性场具有决定性影响。研究发现，在脆性系统中，由于多裂纹和屈曲导致的应力突然重新分布会引起磁性质的急剧且不可逆的变化；而在延展性系统中，由于材料的渐进性塑性变形，磁性质的变化较为温和且可调节。这些结果为控制柔性磁系统的磁机械性能提供了设计框架，为可重构磁器件和应变自适应电子器件的发展开辟了新途径。