通过柔性衬底的弯曲应变实现了磁致伸缩FeGa纳米圆环动态磁化率的应力调控。

研究内容：磁性纳米结构因其在磁敏传感器、高密度磁存储、微波振荡器及磁逻辑器件等方面具有的应用前景而受到国内外研究人员的广泛关注。将铁磁纳米结构制备在柔性衬底上，对于开发可穿戴磁敏传感器具有重要的现实意义。 FeGa合金的磁致伸缩系数大（350 ppm）且具有优异的延展性，制备在柔性衬底（PET）上的铁磁性FeGa纳米圆环，是研究应力调控动态磁化率的理想体系，有望开发出应力可调谐的微波器件。

图1. 外径360 nm, 内径60 nm, 厚度9 nm的FeGa纳米圆环动态磁化率的频率谱。

在AIP出版集团旗下Journal of Applied Physics期刊上，来自南昌大学和广东工业大学的研究人员报道了柔性FeGa纳米圆环动态磁化率的应力调控特性。

如图1所示，对于给定尺寸的纳米圆环，动态磁化率在不同频率处（f1 = 11.6 GHz, f2 = 17.0 GHz, f3 = 20.6 GHz）出现峰值响应。不同频率处自旋波振幅的空间分布呈现不同特征，基频共振模式（n =1）具有很高的空间均匀性，非基频共振模式（n = 2, 3）则包含节点，其节点数目对应于共振模式阶数n。对于n ≥ 2, 节点两侧的相位发生180°突变。

如图2所示，随着柔性PET衬底弯曲应变程度的增加，FeGa纳米圆环的动态磁化率发生显著改变，例如基频共振峰在35.4 MPa的张应力作用下往高频方向移动（~ 2.0 GHz）。因此，施加应力为调控柔性FeGa纳米圆环的铁磁共振频率提供了新的手段。实际上，通过施加张应力或压应力不仅可以调控铁磁共振频率，还可以调控自旋波的空间分布状态。研究团队认为该工作对可穿戴柔性磁敏传感器和可调谐微波器件的开发具有重要指导作用。

图2. 柔性FeGa纳米圆环中动态磁化率的应力调控。

来源：“Stress tunable dynamic susceptibility of a magnetic vortex in a flexible Fe81Ga19 nanoring”

作者：Guohong Dai, Xiangjun Xing*, Weichao Yan, Yun Shen*, and Xiaohua Deng

发表于：Journal of Applied Physics (2022)

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0097753