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文章题目：Magnetic-field driven domain wall evolution in rhombohedral magnetostrictive single crystals: a phase-field simulation
第一作者：许玉鑫，蔡廷涛
通讯作者：胡成超，张召
通讯单位：聊城大学
DOI：10.20517/microstructures.2023.104
图片摘要
01
背景介绍
超磁致伸缩材料因其在磁机械传感器和致动器中作为能量转换元件的潜在应用而受到广泛关注。近期，研究者在该材料体系中发现与铁电材料类似的准同型相界 (Morphotropic Phase Boundary, MPB) 现象，并提出利用铁磁MPB原理设计、开发新型超磁致伸缩材料。位于铁磁MPB预转变R相区材料具有较大的菱方本征晶格畸变，同时R相多畴构成的109°和71°畴壁在外场下的移动以及对应的磁畴翻转对超磁致伸缩材料的磁致伸缩“跳跃”效应具有重要的影响。
02
文章简介
本文采用微磁-微弹相场法研究了(Tb-Dy)Fe2单晶中铁磁 MPB 菱方R相区内畴结构的形成和演化。重点研究了两种典型的畴壁类型，即71°畴壁和109°畴壁。对于71°畴壁，施加低于矫顽场的外加磁场下会观察到可逆的畴壁展宽效应；当外加磁场超过矫顽场，磁畴会发生180°翻转同时保持畴壁类型和位置不变。与此不同，109°畴壁会在极低的外加磁场下移动直至最终消失；并且畴壁移动速度随着外场的增大变快。这对于理解超磁致伸缩材料在磁弹响应过程中细节的微结构演化具有重要的指导意义。
03
结论与展望
本文通过微磁-微弹相场法研究了位于铁磁MPB预转变R相区附近的(Tb-Dy)Fe2单晶中畴的形成过程和畴壁的演变过程。通过详细阐明两种影响超磁致伸缩材料性能的典型畴壁在外加磁场下的演化机制，为理解铁磁MPB预转变R相区磁致伸缩“跳跃”效应提供了深刻见解。此外，铁磁MPB附近的超敏磁弹响应机制仍需进一步研究，相关工作将为未来通过畴工程设计并开发无滞后、超响应的磁致伸缩材料提供有效的理论指导。
基金支持
本文研究由国家自然科学基金（52301088）、山东省科学基金（ZR2022ME030和ZR2020QE028）、国家自然科学基金（12204215和12174210）和聊城大学研究基金（318012119）支持。
通讯作者简介
胡成超，男，聊城大学材料科学与工程学院副教授，硕士研究生导师。2016年博士毕业于南京航空航天大学凝聚态物理专业，2014-2016年于美国宾夕法尼亚州立大学 (PSU) 联合培养。目前主要从事铁性功能材料的实验和相场模拟工作。主持国家自然科学基金、山东自然科学基金、校企联合开发基金多项，发表相关SCI论文80余篇，担任npj Comput Mater、Acta Mater、JAC等学术期刊的审稿人及《Microstructures》、《Rare Metals》青年编委。
张召，女，聊城大学材料科学与工程学院讲师，硕士生导师。2017年博士毕业于北京航空航天大学材料学专业。目前主要采用计算机模拟技术研究合金材料、涂层材料等的组织结构优化及其对材料的力热磁电等性能的影响；主持国家自然科学基金、山东自然科学基金以及中国电力科学研究院横向课题等多项科研项目；已发表学术论文20余篇，包括Scripta Mater、JAC、Rare Metals、Mater Design等重要期刊。
关于期刊
Microstructures [ISSN 2770-2995(Online)]是一本金色开放获取，严格同行评议的国际学术期刊，目前已被ESCI, Scopus, CAS, Dimensions, Lens, CNKI等重要数据库收录。刊文范围包括从微观尺度到原子尺度，面向终端用户的应用程序的设计、制造、建模、表征、测试和评估，涵盖但不限于金属和合金、陶瓷、聚合物、复合材料、晶体、玻璃、生物材料、界面和纳米材料等。
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