文章师兄开题报告

IT、生物医学等领域，形成蓬勃发展、规模巨大的高新技术产业。而MEMS选用微材料的优劣决定整个系统的微型度、集成度和智能特性。人们最早发现的功能材料是形状合金，它作为智能材料具有感知与驱动一体的基本特点，其优点为MEMS中应用形状合金薄膜，可使MSMS系统结MEMS为背景的合金主要集中在TiNi合金薄膜、NiMnGaFePd磁性合金薄膜的及应用上。其中，TiNi合金薄膜已成功用于制造微泵、微阀、微和微开关等。已有研究表明，TiNi合金薄膜响应频率比体材料26%。然而，尽管薄膜的响应频率比体材料有较10Hz左右，仍难以满足微型机机械用形状材料仍然是MEMS用合金研究的重要任务。磁性合金具有要的两大优点：响应频率快、输出应变大。将磁性合金MEMSMEMS用智能材MEMSNiMnGa、FePd等磁性合金薄膜已开展然现今人们对上述磁性合金薄膜的研究取得了不小的成果，但由于外磁场作用下马氏体变体重排的磁感生应变行为在薄膜尺度上大为减弱，造成磁感生应变小(<0.1%)MEMS中的应用。因此，寻求基于其它磁感生应变机制的磁性形状合金薄膜是突破当前MEMS用磁性合金薄膜发展瓶颈的关键。基于磁场驱动马氏体相变的形状和感生应变只与马氏体和母相晶NiMnGa等传统磁性合金相比在薄膜中同样可以获得大磁感生应变。此外，磁场驱动马氏体相变的形状合金还具有：高输出应力和输出功、易实现大应变、可应用于多晶、可实现磁场驱动的双程形状效应的独特优点，MEMS发展要求十分吻合。据此，提出发展基于磁场驱动马氏体相变NiMnSn合金马氏体NiMnSn形状合金薄膜的马氏体MEMS的有关ESiNinGFPd形状合金薄iNi[1-4]iNi26%[6]左右，仍难以满足微型机电系统日益发展的需求。国内外对NiMnGa、FePd、Ni-Mn-X(X=In,Sn,Sb)等磁性 Ni-Mn-X(X=In,Sn,Sb)磁驱动 合金受到学者们的广泛关注始于2004年Sutou等的研究成果[12]，其中有关Ni50Mn50−yIny，Ni50Mn50−ySny和Ni50Mn50−ySby马Ni50Mn37Sn13、Ni50Mn37Sb13和Ni50Mn35In15合金中存在特有的正交4层调制rnketn50-yIny[19]n50-ySny[20]Ni-Mn-X(X=In,SnSb)系列合金的研究不仅限于磁场驱动马氏体逆2006Ni-Mn-Sb合金[20]。随后研究者YasudaNi-Mn-Sn合金马氏体逆相变温度升高的现象，力对合金的温度并没有明显的影响[21]2008ñoai-n-In[22i-n-(In,SSb)合金系列Llamrs等改变7-10mn50Ni40In10薄带[23]，外加5T20f40KA22K和f=−22K。nX(In,SS)24-26]。2006n.4n41.5In13.1多晶250KT8/kgK[27]。随后，对该系列合金磁热效应hoben35In155T磁场25/kgK的磁熵变[28]。oya195Kn35Sn153T磁10/kgK的磁熵变[29]Fe可以提高合金的磁热效应，rnke等在约180K对掺Fei-n-Sn5T19.5/kgK的磁熵变[30]nX(In,Sn,S) 合金，在三元合金Ni-Mn-X(In,Sn,Sb)中掺杂Co 获得发生磁场驱动马氏体逆相变的特殊磁性能。Kainuma等[31]和国内 恒等[32]分别在Ni-Mn-Sn-Co合金和Ni-Mn-Sb-Co合金中发现了类似的磁场驱动马氏体逆相变的现象。2007年 恒等[33]又在Ni-Mn-Ga-Co合金中发现了与Ni-Mn-X(X=In,Sn,Sb)系列合金相类似的磁学特性，并且观察到了磁场驱动马氏体逆相变现象，2008年， 学者Kainuma等又在Ni-Mn-Al-Co合金中发现了磁场CoNi-Mn-X(In,Sn,Sb)的磁热效应的研究有了显著的改变，2010DanielBourgaultNi45Co5Mn37.5In12.5单晶合金中测Ni45Co5Mn37.5In12.57T磁场可获得30J/kgK的磁熵变[35]。研究。应用形状合金薄膜于MEMS中，可有效简化MEMS系统的结构，减少就此可见，虽然、欧洲和对磁驱动马氏体相变形状合金已进行了较多的研究，我国中国物理、大学、航空航天大学、东学、交通大学、大连理工大学以及哈尔滨工业大学等单位对磁驱动马氏体相变形状合金也进行了大量的研究工作，但基于磁驱动马氏体相变的形状合金薄膜在国内外尚未见。因此，的研究对于发展新型MEMS用磁性形状记实验研究NiMnSn合金薄 工艺研 NiMnSn研究合金成分 理论研究NiMnSn 合金NiMnSn的电子结NiMnSnNiMnSnNi-Mn-Sn-CoCo，从研究薄膜的生长动力学，建立薄膜生长物理机制入手高质量的NiMnSn面结构特征；研究薄膜磁感生应变及其影响因素与微观机制，揭示工艺、化学应变、高输出力和输出功NiMnSn磁性形状合金薄膜的设计原则。，献中实验晶格常数建立晶体结构模型，分别在铁磁和反铁磁情况下对NiMnSn母相 已完成的工NiMnSnCo掺杂对马氏体相变及磁性质的影响机理NiMnSn进度安2011年9月~2012年7调研国内外相关资料学习，探索NiMnSn合金薄 工艺，薄2012年8月~2012年12NiMnSn研究NiMnSn中Co掺杂对马氏体相变及磁性质的影响机理与压力（外场）NiMnSn2013年1月~2014年3五、预计研究过程中可能遇到 和问题以及解决的措真空室的。参考文J.W.Dong,J.Xie,J.Lu,C.Adelmann,andC.j.Patrom,J.Cui,Q.Pan,TW.Shield,andR.D.James,S.McKernan.Shapememeryandferromagneticshapememoryeffectsinsingle-crystalNi2MnGathinfi.J.Appl.Phys.lett.2004,95:2593-2600M.Thomos,O.Heczko,J.Buschbeck,L.Schultz,andS.Fahler.StressinducedmartensiteinepitaxialNi-Mn-GafidepositedonMgO(110).Appl.Phys.lett..2008,92:192515K.Ullakko,Y.Ezer,A.Sozinov,G.Kimmel,P.Yakovenko,andV.K.Lindroos,Magnetic-field-inducedStrainsinPolycrystallineNi-Mn-GaatRoomTemperature.Scriptamater.2001,44J.W.Dong,L.C.Chen,andC.J.Patrom,R.D.James,S.McKernan.Molecularbeamepitaxygrowthofferromagneticsinglecryscal(001)Ni2MnGaon(001)GaAs.Appl.Phys.lett.M.Thomos,O.Heczko,J.Buschbeck,U.K.Roler,J.McCord,N.Scheerbaum,L.SchultzandS.Fahler.MagneticallyinducedreorientationofmartensitevariantsinconstainedepitaxialNi-Mn-GafigrownonMgO(100).NewJ.Phys.2008,10:023040M.Kohl,A.Agarwal,V.A.Chernenko,M..Ohtsuka,K,Zeemann.ShapememoryeffectandmagnetrostrictioninpolycrystallineNi-Mn-Gathinfilmmicroactuators.Mater.Sci.Eng.AJ.Bai,,J.M.Raulot,Y.D.Zhang,C.Esling,X.Zhao,L.Zuo,TheeffectsofalloyingelementCoonNi-Mn-Gaferromagneticshapememoryalloysfromfirst-principlescalculationsAppl.Phys.lett.J.Bai,J.M.Raulo,Y.D.Zhang,X.Zhao,L.ZuoTheeffectofalloyingelementCoonNi-Mn-Gaferromagneticshapememoryalloysfromfirst-principlescalculationAppl.Phys.lett..2011,98;D.Y.Cong,S.Wanga,Y.D.Wang,Y.Ren,L.Zuo,C.Esling.MartensiticandmagnetictransformationinNi–Mn–Ga–Coferromagneticshapememoryalloys.Mater.Sci.Eng.A.2008,437;213-218T.C.Long,J.J.Xing,T.X.Hua,C.W.EffectofCoonmagneticpropertyandphasestabilityofNiMnGaferromagneticshapememoryalloys:Afirst-principlesstudy.Chin.Phys.B.2010,10:107102L.Manosa,X.Moya,A.nes,T.Krenke,M.Acet,E.F.Wassermann.Mater.Ni-Mn-basedmagneticshapememoryalloys:Magneticpropertiesandmartensitictransition.Sci.Eng.A.Ll.Mañosa,X.Moya,A.nes,T.Krenke,M.Acet,E.F.Wassermann.Ni-Mn-basedMagneticShapeMemoryAlloys:MagneticPropertiesandMartensiticTransition.Mater.Sci.Eng.A.2008,A.Fujita,K.Fukamichi,F.Gejima,R.KainumaandK.Ishida.MagneticPropertiesandLargeMagnetic-field-inducedStrainsinOff-stoichiometricNi-Mn-AlHeuslerAlloys.Appl.Phys.Lett.2000,77(19):3054-3056S.Majumdar,V.K.Sharma,M.Manekar,RakeshKaul,K.J.S.Sokhey,S.B.RoyandP.MagneticandMartensiticTransitionsinNi-Fe-Gaalloy.SolidStateCommun.2005,136(2):85-F.Masdeu,J.Pons,R.Santamarta,E.Cesari,J.Dutkiewicz.EffectofPrecipitatesontheStress-strainBehaviorunderCompressioninPolycrystallineNi-Fe-Gaalloys.Mater.Sci.Engi.A.2008,J.Dadda,H.J.Maier,I.Karaman,H.E.KaracaandY.I.Chumlyakov.PseudoelasticityatElevatedTemperaturesin[001]OrientedCo49Ni21Ga30SingleCrystalsunderCompression.ScriptaMater.2006,55(8):663-666T.KanomataandK.Ishida.Magnetic-field-inducedShapeRecoverybyReversePhaseTransformation.Nature.2006,439(7079):957-959H.E.Karaca,I.Karaman,B.Basaran,D.C.Lagoudas,Y.I.ChumlyakovandH.J.Maier.OnStress-assistedMagnetic-field-inducedPhaseTransformationinNi2MnGaFerromagneticShapeMemoryAlloys.ActaMater.2007,55(13):4253-4269F.Chen,Y.X.Tong,B.Tian,Y.F.Zheng,Y.Liu,TimeeffectofmartensitictransformationinNi43Co7Mn41Sn9.ScienceDirect,2010,18:188-192D.Y.Cong,Q.Luo,S.Roth,J.Liu,O.Gutfleisch,M.Potschke,C.Hurrich,L.Schultz,SequenceofstructuralandmagnetictransitionsinNi48Co2Mn39Sn11shapememoryalloy.Magn.Magn.Mater.2011,323:2519-2523R.Y.Umetsu.Sheikh,W.Ito,B.Ouladdiaf,K.R.A.Ziebeck,.Kanomata,R.Kainuma,Appl.Phys.lett.2011,98:042507V.j.Srivastava,X.Chen,R.D.Jame,HysteresisandunusualmagneticpropertiesinthesingularHeusleralloyNi45Co5Mn40Sn10.Appl.Phys.lett.2010,97:014101R.h.Das,S.Sarma,A.Perumal,A.Srinivasan,EffectofCoandCusubstitutiononthemagneticentropychangeinNi46Mn43Sn11alloy.2011,109:07A901Y.Xin,Y.Li,C.B.JiangandH.B.Xu.MartensiticTransformationsofNi54Mn25Ga21-xAlxShapeMemoryAlloys.Mater.Sci.Forum.2005,475-479:1991-1994A.A.Cherechukin,T.Takagi,H.Miki,M.MatsumotoandM.Ohtsuka.InfluenceofThree-DimensionalTransitionElementsonMagneticandStructuralPhaseTransitionsofNi-Mn-GaAlloys.J.Appl.Phys.2004,95(4):1740-1742J.P.QuandY.X.Li.MagneticPropertiesandMartensiticTransformationinQuaternaryHeuslerAlloyofNiMnFeGa.J.Appl.Phys.2002,92(9):5006-5010Y.Q.Ma,S.Y.Yang,W.J.Jin,X.J.Liu.Ni56Mn25−xCuxGa19(x=0,1,2,4,8)High-temperatureShape-memoryAlloys.J.Alloys.Compd.2009,471(1-2):570-574W.Yan,PhDDissertation,UniversityofBirmingham,U.K.,Z.Wang,M.Matsumoto,T.Abe,K.Oikawa,J.H.Qiu,T.Takagi,J.Tani.PhaseTransformationofNi2MnGaMadebytheSpark 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