Failure of the Maxwell relation for the quantification of caloric effects in ferroic materials
在相变附近的弹性热、电热和磁热材料中报道了巨热效应。通常，它们的熵变由麦克斯韦关系间接计算。我们报告这种方法的根本失败。以Ni-Mn-Ga磁性记忆合金为例进行了分析。外加磁场导致相变过程中形成的马氏体变体的磁致重取向。这导致了伪磁热效应，其仅在第二次重复测量时才消失。这种失败是普遍的，因为在麦克斯韦关系的普通标量评估中没有考虑所施加场的矢量特性。
2011-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-electric cooling rate of a multiferroic antiferromagnetic quantum spin system: the cumulative influence of the site-dependent magnetic and electric fields
磁电热效应是磁热效应和电热效应之间的耦合，由于热效应在固态制冷技术设计中的优势，目前引起了人们的广泛关注。研究了具有DzyaloshinskiiiMoriya（DM）相互作用的多铁性反铁磁自旋系统的磁电热效应。DM相互作用被同化为外部场依赖电场和局部电极化的强度之间的耦合。外部磁场也被认为是一个与场地相关的磁场。采用自旋波理论作为对角化方法，通过正则配分函数，得到了体系的Boltzmann熵和比热容等热力学性质。然后，绝热磁，电，磁电冷却率也推导出来。绝热磁，电，磁电冷却速率的曲线图显示的特征行为的热量或多热量的效果，这是在良好的协议与一些实验和理论工作。此外，由于外场依赖磁场的变化而引起的熵响应表现出两个反常的熵峰，表明存在一个可由磁场和电场依赖参数调谐的中间相位。总体而言，它表明，站点相关的磁场和电场的累积影响，使我们不仅可以揭示量子临界点隐藏在一个多铁性量子自旋系统，但也控制热或多热效应在固态制冷设备的建设至关重要。
2021-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of caloric effects in view of application
在固态制冷技术的框架内，从环境讨论和应用领域的角度，对磁热（MC）、电热（EC）、压热（BC）和弹热（eC）四种热效应进行了比较。这一领域的发展主要是为了保护环境。然而，一些广泛研究的热量材料不符合环境友好标准。目前，需要寻找具有环境友好、低成本、高热性能和实用性（低应力）的新型热材料（称为“好”材料）。从应用的角度出发，对现有的所有热效应/材料进行了研究，以实现冷却的共同目标。然而，不考虑针对不同热效应/材料的适应应用情况。由于不同的刺激和不同的固有性质（不同尺寸的热性能不同）的热量材料，它们可以显示出独特的优势，以不同的应用情况。用于大规模应用的“好”热材料仍然较少，值得更多的探索。有针对性的研究将节省成本并加速商业化。
2016-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Zn doping on the Magneto-Caloric effect and Critical Constants of Mott Insulator MnV2O4
测量了Zn掺杂MnV_2O_4的X射线吸收近边谱（XANES）和磁化强度，并根据磁性测量结果估算了临界指数和磁热效应。XANES研究表明，Zn掺杂并没有改变Mn和V的价态，得到的临界指数\b{eta}、γ和δ值不属于普适类，其值介于3DHeisenberg模型和平均场相互作用模型之间.磁化强度数据遵循标度方程并坍缩成两个分支，表明计算出的临界指数和临界温度是明确的，并且是系统固有的。所有样品均表现出较大的磁热效应。Mn_（0.95）Zn_（0.05）V_2 O_4的磁热曲线中的第二个峰是由于轨道自由度和自旋自由度之间的强耦合。但10%的Zn掺杂降低了V-V对上的剩余自旋，导致轨道自由度和自旋自由度之间的耦合降低。
2014-08-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of sintering temperature on room temperature magneto-resistive and magneto-caloric properties of Pr2/3Sr1/3MnO3
在1260-1450°C范围内研究了多晶Pr 2/3Sr 1/3 MnO 3的磁阻和磁热性能随烧结温度（Ts）的变化。Reitveld精修的X射线衍射（XRD）图谱证实了它们具有正交Pbnm空间群的单相晶体结构。电阻电阻温度系数（TCRmax）和居里温度（Tc）的最大值点随Ts的增加而略有下降。磁电阻（MR）和磁熵（ΔSM）随烧结温度的升高而显著增加。这可以归因于由于更好的晶粒连接性而观察到的磁性和电阻转变的尖锐性。对于Ts = 1400°C的样品获得最佳结果。在Tc相同的MR被发现是高达32%，在1 T和5 T磁场的58%。在1 T和5 T磁场变化时，在T_c附近的最大熵变（Δ SM_（max））分别为2.3Jkg ~（-1）K ~（-1）和7.8Jkg ~（-1）K ~（-1）。这些特性[MR（32%1T，58%5T）和合理的磁熵变化（7.8Jkg-1 K-1，5 T）]使优化的化合物有可能用作接近室温的潜在磁制冷剂。
2013-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Review paper: Magnetocaloric effects in RTX intermetallic compounds (R = Gd~Tm, T = Fe~Cu and Pd, X = Al and Si)
三元金属间化合物RTX（R =稀土，T =过渡金属，X = p-区金属）由于其有趣的物理性质在过去几十年中得到了广泛的研究。近年来，这类化合物的磁热效应，特别是重稀土化合物的磁热效应，因其在低温磁制冷方面的潜在应用而受到广泛关注。本文综述了近年来研究较多的R = Gd~Tm，T = Fe~Cu和Pd的RTSi和RTAl体系的MCE。研究发现，这些RTX化合物具有不同的晶体结构和磁性，从而导致不同的MCE。不仅在典型的铁磁材料中，而且在反铁磁材料中也观察到了大的MCE。详细研究了RTX化合物的磁性能，探讨了RTX化合物中大MCE的物理机制。特别是ErFeSi、HoCuSi、HoCuAl等RTX化合物在低磁场变化下表现出较大的可逆MCE，有望成为低温磁制冷材料。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of pressure effects on the magnetic and the magnetocaloric properties of the intermetallic compounds R(Co1-xSix)2 [R=Dy and Er]
研究了外压对R（Co_（1-x）Six）_2 [R= Er，Dy，x=0，0.025和0.05]化合物磁性和磁热效应的影响。发现母体和Si取代化合物的有序化温度随压力的增加而降低。在所有化合物中，变磁转变的临界场随压力的增加而增加。可以看出，在母体化合物的磁热效应几乎是不敏感的压力，而有相当大的增强的情况下，Si取代的化合物。由于磁体积效应引起的自旋涨落在决定这些化合物的磁热效应的压力依赖性方面起着至关重要的作用。使用朗道理论的磁化数据的分析表明，朗道系数（C3）的大小与Si浓度降低，而它被发现与压力增加。等温磁熵变被发现表现在相同的方式作为C3，无论是与Si浓度（在环境压力下），以及与所施加的压力。
2006-08-08 cond-mat.mtrl-sci
The emergence of giant multicaloric phenomena near room temperature
通过施加外部刺激，如应力、压力、电场和磁场，可以在固态材料中诱导热量反应（温度变化）。磁场刺激的响应被称为磁热效应，表现出这种特性的材料长期以来一直被寻求用于室温磁冷却，因为它们潜在的优越效率和对环境的低影响。其他固态热素现象发展得较少，但同样在深入研究中。在这里，我们介绍了一种新材料，不仅显示巨大的压热（流体静压压力诱导）的属性，但也有一个大的磁热响应接近室温。在相同的材料中，在相同的温度下，发生两种如此极端的热效应，这是前所未有的。这些效应源于磁结构转变和磁体积（磁致伸缩）效应，其中体积变化足够大以迫使系统从局部有序状态进入巡回顺磁状态。
2016-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced deep-freezing magneto- and elasto-caloric effects by modifying lattice anharmonicity and electronic structures
针对NiMnIn合金深冷温区磁热与弹热性能受限问题，提出Cu和Ga共掺杂策略，通过降低晶格非谐性、增大晶格熵变并优化电子结构，实现了高制冷容量与低滞后损耗，为固态深冷制冷提供可行方案。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Review of magnetic properties and magnetocaloric effect in the intermetallic compounds of rare earth with low boiling point metal(s)
近二十年来，稀土金属间化合物的磁热效应（MCE）得到了广泛的研究，这不仅是因为稀土金属间化合物在磁制冷方面的潜在应用，也是为了更好地理解材料的基本问题。本文综述了近年来我们在稀土与低沸点金属（Zn、Mg、Cd）二元或三元金属间化合物的磁性和磁膨胀效应方面的研究进展。它们中的一些表现出有前途的MCE性能，这使得它们在低温磁制冷方面也很有吸引力。对这些化合物的磁转变特征、大MCE的来源以及潜在的应用进行了深入的讨论。此外，还对四元稀土镍硼碳化物RENi_2B_2C超导体的磁性能和磁热性能作了简要评述。
2015-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Investigation of Arrott plot and magnetocaloric effect in the complex CaMn7O12 perovskite
详细的磁性研究，包括磁热测量的磁性多铁性四重钙钛矿CaMn_7 O_（12）。根据Arrott图和ΔSM（T）的集体响应，提出了CaMn_7 O_（12）的磁相图。在TN 3 ~20 K，系统发生了从非共线原子力显微镜到共线原子力显微镜的磁转变。在64 K附近的ΔSM（T）和Arrott图中观察到的异常归因于高外场诱导的自旋倾斜，导致磁序变化，从而诱导相变。首次报道了这种材料的磁热效应。等温磁熵变化的峰值为1.3J/K-Kg，在7 T磁场下的制冷量为34.5J/Kg。
2015-12-02 cond-mat.mtrl-sci
i-Caloric Effects: a proposal for normalization
基于i-热效应的固态制冷被认为是最有前途的替代传统蒸汽压缩制冷系统的替代方案。可以将i-热效应定义为在施加外场时在材料中记录的热响应，其特征在于绝热温度变化（ΔT_S）或等温熵变化（ΔS_T）。根据外部场（磁场、电场或应力场）的性质，i-热效应可以分类为磁热效应、电热效应和机械热效应。我们仍然可以将机械热效应细分为：由单轴应力驱动的弹性热效应;由各向同性应力（压力）驱动的压力热效应;以及由棱柱杆中的扭矩驱动的扭转热效应，导致扭转的纯剪切应力。对i-热量效应的研究始于19世纪初。然而，由于对每种影响的研究都是独立发展的，到目前为止，还没有关于术语或结果评估的既定标准，这使得社区的理解非常具有挑战性。在这种情况下，我们提出了一个建议，考虑到不同的方面，如命名法，热力学和品质因数的I-热量的影响归一化。
2018-06-20 cond-mat.mtrl-sci
From Complex Magnetic Ground States to Magnetocaloric Effects: A Review of Rare Earth R$_2$In Intermetallic Compounds
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室，美国能源部，爱荷华州立大学）
综述了稀有金属R₂In合金化合物的磁基态和磁卡效应，分析了其结构相变及磁性调控机制，指导低温应用设计。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhancement of positive magnetoresistance following a magnetic-field-induced ferromagnetic transition in an intermetallic compound, Tb5Si3
我们报道了金属间化合物Tb5Si3在磁有序态（<69 K）中存在场致铁磁相变，并且在1.8 K（60 kOe附近）明显为一级相变，而在20 K附近变为二级相变。我们强调的发现是，电阻率突然变得大的高场状态后，这种转变，这是观察到在整个温度范围内的磁有序状态。基于磁场的应用应当由于自旋的对准而有利于低电阻状态，在变磁过渡场处的“正”磁阻（低于100 kOe）的这种增强是出乎意料的。
2009-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A matter of performance & criticality: a review of rare-earth-based magnetocaloric intermetallic compounds for hydrogen liquefaction
针对磁热氢液化领域磁热材料“高性能与低资源关键性难以兼得”的两难，该综述梳理不同稀土基磁热金属间化合物的特性，研究低温对磁热性能的影响并总结破局路径。
2024-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large magnetoresistance in the magnetically ordered state as well as in the paramagnetic state near 300 K in an intermetallic compound,Gd7Rh3
本文报道了在150 K以下反铁磁有序化合物Gd_7 Rh_3的电阻率$ρ$在1.8-300 K温度区间内对高达140 kOe的磁场（H）的响应。我们发现，有一个不寻常的大的减少$ρ$的H值在室温附近的非特性的顺磁体，随着温度的降低而增加的磁阻的大小，好像自旋顺序的贡献$ρ$是温度依赖性的。此外，该化合物在相当高的温度下（高于77 K）的磁有序状态下，由于变磁转变表现出巨磁阻行为。
2004-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Complex magnetic behaviour and evidence of superspin glass state in a binary intermetallic compound Er5Pd2
采用直流和交流磁化率、磁记忆效应、等温磁化强度、非线性直流磁化率、热容和磁热效应研究了二元金属间化合物Er_5 Pd_2。有趣的是，即使该化合物不显示几何挫折，它经历玻璃态磁性相变低于17.2 K。直流磁化强度和热容数据的研究揭示了长程磁有序的缺乏。通过磁记忆效应、时间磁化强度和交流磁化率的研究，发现该化合物在17.2K以下经历玻璃状冻结。通过标度和阿克里先乌斯定律分析这个转变温度的频率依赖性;以及Mydosh参数表明，Er 5 Pd 2中的动力学是由于强烈相互作用的超自旋而不是单个自旋的存在。这种相变进一步研究了非线性直流磁化率和静态临界指数γ和δ。结果表明，该化合物在低温下表现出超自旋玻璃的特征。此外，在大的磁熵变和相对冷却功率下，观察到常规磁热效应和逆磁热效应。我们的研究结果表明，Er 5 Pd 2可以归类为一个超自旋玻璃系统，具有很大的磁热效应。
2017-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low-field magneto-elastocaloric cooling in a multiferroic composite device
用于磁热、弹性热和电热冷却的热材料的出现正在改变固态冷却技术的前景，其具有用于高效和环境友好的住宅和商业冷却以及加热应用的潜力。考虑到热材料是在室温附近经历第一（或第二）阶转变的铁性材料，它们为新颖的多铁性器件开辟了有趣的可能性，这些器件具有迄今为止未开发的功能，通过复合配置将其热性能与不同的场（磁场，电场和应力）耦合。在这里，我们证明了一个复合磁弹性热效应与超低磁场（0.16 T）在一个紧凑的几何形状，以产生一个冷却温度变化高达4 K使用磁致伸缩/超弹性合金复合材料。这种复合系统可用于规避现有技术的缺点，例如需要用于弹性热材料的高应力致动机构和磁热材料的高磁场要求，同时实现新的应用，例如紧凑的远程冷却装置。
2018-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect in the intermetallic compound DyNi
对DyNi多晶样品进行了磁性和热容量的测量，DyNi多晶样品的晶型为正交晶系的FeB结构（空间群为Pnma）。该化合物具有铁磁性，居里温度为59 K。低温下的磁化场等温线显示出变磁转变的阶梯状行为特征。测量了在不同外加磁场下的等温磁熵变和绝热温度变化。在60 kOe的磁场下，熵变和温度变化的最大值分别为19 Jkg ~（-1）K ~（-1）和4.5 K。该化合物在低场下具有非共线的磁结构，其大的磁热效应归因于场诱导自旋翻转的变磁性。
2005-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, Magnetic and Magneto-caloric studies of Ni50Mn30Sn20Shape Memory Alloy
采用电弧熔炼法合成了名义成分的Ni 50 Mn 30 Sn 20合金。Rietveld精修证实了奥氏体L21结构在Fm-3 m空间群。已经发现电阻率清楚地表现出两种不同的现象，即从顺磁性到铁磁性的磁性转变和从奥氏体到马氏体相的结构转变。热磁化测量M（T）证实铁磁转变温度TC在222 K，马氏体转变开始于127 K（MS）。在10 K下的磁化强度测量M（H）证实了铁磁状态。低温下交流极化率\c{hi} '的频率依赖性表明系统中存在自旋玻璃行为。在227 K时，磁场变化为1、2和3特斯拉时，等温磁熵变分别为1.14 J/Kg·K、2.69 J/Kg·K和3.9 J/Kg·K，制冷量分别为19.6 J/kg、37.8 J/kg和54.6 J/kg。
2015-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Barocaloric and Magnetocaloric Effects in Fe49Rh51
本文报道了在外加静水压和磁场作用下Fe $_{49}$ Rh $_{51}$的反铁磁（AFM）-铁磁（FM）相变的量热研究。结果表明，存在一个巨大的压热效应，在这种合金，一个新的功能特性，增加了磁热和弹性热效应，以前报道的这种合金。所有的热效应都源于AFM/FM转变，其中包括体积、磁化强度和熵的变化。转变温度对流体静压和磁场的强烈敏感性赋予该合金优异的压热和磁热强度值（$|ΔS|$/$Δp$ $\sim$ 12 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$ kbar $^{-1}$ and $|ΔS|$/$μ_0ΔH$ $\sim$ 12 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$ T $^{-1}$）。已经发现压热和磁热效应两者在压力和磁场循环时是可再现的。这种良好的再现性和大的热强度使得Fe-Rh合金在弱外部刺激下特别适合固态冷却技术。
2014-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect and its implementation in critical behavior study of Mn4FeGe3-xSix intermetallic compounds
用直流磁化强度测量方法研究了Mn_4FeGe_（3-x）Six化合物的磁热效应。对于母体化合物Mn 4FeGe 3，顺磁性到铁磁性的转变温度TC高于室温（320 K），其最初保持恒定的小Si取代在Ge位点，然后随着Si浓度的增加而略微降低。在50 kOe的磁场变化下，TC处的磁熵发生了较大变化，x = 0、0.2、0.6和1个样本的典型值分别为5.9、6.5、5.9和4.4 J kg-1 K-1，以及宽的工作温度范围和可忽略的滞后使得Mn 4FeGe 3-xSix系列是一种很有前途的室温磁制冷材料。Mn_4Fe_（Ge_（3-x）Six）系列发生了二级磁相变。提出了磁熵变的场依赖性，并将其应用于临界指数的推导。临界行为研究表明，x = 0和0.2样品的磁相互作用在TC以下和TC以上有两种不同的行为。在TC以下，它遵循具有长程磁相互作用的平均场论，而在TC以上，它遵循具有短程或局域磁相互作用的海森堡三维模型。x = 0.6和1样品的磁交换相互作用遵循平均场论。
2013-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance in intermetallic compounds R2Mn3Si5 (R = Tb, Dy and Ho)
在2K-300 K温度范围内，对R_2Mn_3Si_5（R = Tb，Dy，Ho）多晶化合物（四方晶系，空间群P_4/mnc）的磁化强度（M）和磁电阻（MR）进行了测量。发现稀土和Mn在这些化合物中都具有磁矩。Mn具有在两个不同温度下磁性有序的两个子晶格（Mn 1和Mn 2）。稀土和Mn 1磁矩在TC 1处为铁磁性有序，而Mn 2磁矩在TC 2处为磁性有序（对于R = Tb，Dy和Ho化合物，TC 1 = 89 K，86 K，78 K; TC 2 = 18 K，34 K，16 K）。磁阻测量揭示了所有这些化合物在9 T下在TC 2附近约50%的大的负MR值。这种巨磁电阻效应归因于这些化合物的自旋相关散射效应、竞争交换相互作用和层状结构
2006-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Caloric properties of materials near a tricritical point
本文通过平均场理论和朗道展开研究三临界点附近由主、次级序参量场驱动的热效应，并结合 Blume-Emery-Griffiths 与 Bean-Rodbell 模型，成功预测了 La(Fe$_{x}$Si$_{1-x}$)$_{13}$ 和 MnSi 的热学行为。
2024-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic compensation phenomenon by Nd doping in spin surplus Sm based ferromagnetic intermetallic SmScGe
在90 K附近的温度和外加磁场下，观察到Sm_（1-x）Nd_xScGe（x = 0.09）的磁化补偿现象，确立了Sm的磁矩在基质中的自旋过剩状态.我们还注意到，在QD SQUID磁强计中的样品轮廓在某些情况下变得不对称，这表明高于偶极矩的多个矩的显著贡献。我们已经成功地占了他们使用的拟合程序涉及高阶磁矩。
2014-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of structure, magnetism, and magneto-thermal effects in Gadolinium-based intermetallic compound
本文研究了GdRhIn化合物的结构、磁性和磁热性质，发现其在16 K和34 K处存在两个磁转变，并测得70 kOe下等温磁熵变为10.3 J/Kg-K，表明该材料有望用于低温磁制冷。
2024-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The superconducting and magnetic states in RuSr2GdCu2O8, based on the magnetic, transport and magneto-caloric characteristics
本文讨论了选定的性质的非超导和超导多晶样品的RuSr2GdCu2O8和评论的后果，引入不重要的亚化学计量的Ru的名义公式。的磁阻和磁特性的解释有利于形成的本质上不均匀的超导相，这似乎是稳定的，随着结构的修改可能会增强与修改的起始化学计量。比热数据揭示了磁有序T_{m}的温度变化，表明Ru磁矩在磁亚晶格中的稀释。等温磁热系数M_{T}的磁场依赖性的测量结果表明，在很宽的磁场和温度范围内没有磁熵增益。然而，探测的磁系统的多组分特征排除了Ru排序的基态上的结论，在T_{m}附近的温度下在弱磁场处发生的M_{T}（H）的最大值可能反映了铁磁型相互作用的优势，其相关范围受到限制。文献探索的Ru磁有序和可能的相分离的RuSr2GdCu2O8的模型进行了讨论。
2010-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic and magnetoresistance behavior of Tb7Rh3, an intermetallic compound with a negative temperature coefficient of electrical resistivity in the paramagnetic state, and Paramagnetic Giant Magnetoresistance Phenomenon
直流磁化，电和磁电阻和热容量测量（2-300 K）的结果Tb 7 Rh 3，在Th 7 Fe 3型六方结构结晶，报告。在这种化合物中，磁有序集在约90 K，在低温下具有额外的转变，并且电阻率（R）的温度系数dR/dT在顺磁状态下在很宽的温度范围内为负。磁化结果表明，该化合物在磁场-温度相图中具有丰富的特征。主要强调的一点是，顺磁状态下的dR/dT的符号可以通过施加磁场而逐渐改变。结果，除了在磁有序状态下的巨磁阻行为之外，磁阻（MR）的幅度即使在室温附近（远高于磁有序温度）也相当大。与该系列的其他重稀土元素类似，这类化合物可以被归类为顺磁性巨磁阻系统。一种新的理论方法是必要的，以了解这一现象。
2006-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Step-like features on caloric effects of graphenes
我们考虑了具有纵向电场（沿$x$方向）和横向磁场（沿$z$方向）的石墨烯纳米带，然后观察（i）由施加的磁场支配的电热效应和（ii）由施加的电场支配的磁热效应。我们把注意力集中在低温的极限上，然后观察到有趣的台阶状特征。对于由施加的磁场产生的每个填充的朗道能级$n$，两种热效应都与$n+1/2$成比例地增加;并且该步骤测量重要的石墨烯性质（如费米速度）或量子基本量（如普朗克常量和磁通量量子）。
2015-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructure engineering of metamagnetic Ni-Mn-based Heusler compounds by Fe-doping: A roadmap towards excellent cyclic stability combined with large elastocaloric and magnetocaloric effects
Ni-Mn基变磁性记忆合金对磁场和单轴应力表现出巨大的热响应，可用于单热量或多热量冷却概念，以实现节能和可持续的制冷。然而，在循环操作期间，这些合金由于其高的固有脆性而遭受结构和功能疲劳。在这里，我们提出了基于Fe掺杂的Ni-Mn-In的微结构设计策略，该策略同时提高循环稳定性并保持优异的磁热和弹性热性能。我们的研究结果表明，沉淀的强烈富铁和贫铟相干二次γ相在晶界上，可以确保良好的机械稳定性，通过阻碍在循环加载过程中的晶间断裂。以这种方式，在超过16000次循环中实现了-4.5K的大的弹性热效应，而没有结构或功能退化，这对应于与单相Ni-Mn-In-（Fe）相比循环稳定性增加了超过三个数量级。此外，我们证明了单相Ni-Mn-In-（Fe）的大磁热效应可以保留在双相材料中，当二次γ相仅在晶界处形成时，因为Heusler基质内的马氏体相变几乎不受影响。这样，在2 T下，双相Ni-Mn-In-Fe合金的绝热温变为-3K，等温熵变为15 $Jkg^{-1}K^{-1}$。我们期望这一概念可以应用于其他单热量和多热量材料，从而为固态热量冷却应用铺平道路。
2021-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Competing magnetic interactions and magnetoresistance anomalies in cubic intermetallic compounds, Gd4RhAl and Tb4RhAl, and enhanced magnetocaloric effect for the Tb case
本文报道了Gd_4 RhIn型立方结构中Gd_4 RhAl和Tb_4 RhAl的复合磁性、磁电阻和磁热性质。虽然这些化合物的合成很早以前就有报道，但据我们所知，没有人试图研究这些化合物的性质。交流和直流磁化强度，电阻率和热容量的测量到1.8 K的目前的结果建立，这些化合物进行反铁磁秩序最初，随后由复杂的自旋玻璃功能随着温度的降低。这些特征温度是：Gd的TN约为46 K，TG约为21 K; Tb的TN约为32 K，TG约为28 K。此外，存在场致磁效应，有趣地导致MR的非单调变化。在TN以上的宽温度范围内存在显著的MR，类似于通过等温熵变（Δ S）测量的磁热效应（MCE）的行为。一个有趣的发现，我们是在发病的磁性秩序的Δ S是显着大于观察到的Gd类似物附近的TN的Tb化合物。基于对立方体材料的这一观察，我们提出了一个问题，即4f轨道的非球面性质是否可以在有利的情况下发挥增强MCE的作用，这一线索可能有助于寻找磁热应用的材料。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magneto-Caloric effect and Multiple magnetic phases in Al doped Ni2MnSn0.75Al0.25 Heusler Alloys
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度教大学印度理工学院）；Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）
研究铝掺杂Ni2MnSn0.75Al0.25赫斯勒合金的磁热效应和多磁相，通过温度依赖磁化测量等方法，确定转变温度等参数，证实铁磁交换主导，发现共存相互作用及重入簇玻璃态，磁行为归因于Al替代致交换作用改变与原子无序。
2026-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Advanced materials for solid-state refrigeration
本文综述了近年来热效应的研究进展。施加外部刺激如磁场、静水压力、单轴应力和电场分别引起磁热效应、压热效应、弹热效应和电热效应。为选定的材料编制了相关量的值，如等温熵和绝热温度变化。当材料处于相变附近时，发现这些量的大值。在不同的自由度之间经常存在耦合，并且材料可以对不同的外部场表现出交叉响应。在这种情况下，当施加场时，材料可以表现出常规或反向热效应。报道的许多热量效应的值在中等领域是足够大的，以设想这些材料在高效和环境友好的制冷未来的应用。
2013-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Caloric effects around phase transitions in magnetic materials described by ab initio theory: The electronic glue and fluctuating local moments
我们描述了磁，气压和弹热效应（MCES，BCE和eCE）的材料，具有不连续（一阶）和连续（二阶）的磁相变。我们的从头算理论的材料的相互作用的电子在无序的本地时刻（DLMs）产生了明确的机制，这些转变的驱动程序，在这里，我们研究相关的热效应在三个案例研究中，这两种类型的过渡是显而易见的。我们的前期工作描述了FeRh的磁相图和大MCE。在这里，我们提出了其实质性的BCE和eCE的计算。我们描述了镝的MCE，并发现非常好的协议与实验值的等温熵（$ΔS_{iso}$）和绝热温度（$ΔT_{ad}$）的变化在一个大的温度跨度和不同的应用磁场值。我们检查的条件符合克劳修斯-克拉珀龙分析，我们用它来提出一个有前途的弹热冷却循环所产生的熵对温度和双轴应变的不寻常的依赖关系，在我们的第三个案例研究-锰$_3$ GAN反钙钛矿的最佳值的$ΔS_{iso}$和$ΔT_{ad}$。我们解释了如何既$ΔS_{iso}$和$ΔT_{ad}$可以保持大的利用复杂的拉伸应变-温度磁相图，我们早先预测这种材料，并提出磁滞效应将缺席一半的热量循环。这种丰富而复杂的行为源于Mn局部矩之间相互作用的受挫性质。
2020-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Observation of hydrostatic-pressure-modulated giant caloric effect and electronic topological transition
本研究观测到静水压可调控磁马氏体合金的相变温度与巨热效应，还能诱导马氏体相中的电子拓扑转变，结合实验与第一性原理计算揭示了其物理机制，为相关体系奇异相变研究提供新视角。
2024-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-structural and dynamic susceptibility studies on rare-earth rich intermetallic compound
本文报道了富稀土金属间化合物Tb $_3$ Co的复杂磁结构行为。低于84 K（T $_N$），它经历了一个一级磁转变72 K确认从比热和磁化测量。利用磁化强度、比热容、神经元衍射和交流磁化率测量的详细研究表明，该化合物具有倾斜的磁性结构。中子衍射结果表明，Tb磁矩在ab平面上呈反铁磁排列，沿c方向呈铁磁排列.本研究的重点是在低温下的磁序的温度演化。中子衍射清楚地表明，磁结构保持或多或少相同，直到70 K，虽然低场磁化表现出类似于30 K附近的过渡功能。场相关的中子衍射表明，在较低的温度区（低于20 K）相比，在40 K以上的T存在较强的自旋-晶格耦合。这是在30 K附近观察到的ZFC磁化下降的原因，而不是由于磁结构的任何变化。另一个重要的，但令人惊讶的结果，观察到的是磁性玻璃的签名低于72 K的频率依赖的交流磁化率测量。交流磁化率数据的实部显示随频率的分散，其在详细的分析上提供了骑在非共线AFM顺序之上的化合物中的自旋玻璃行为的证据。交流非线性的高次谐波）结晶性，这是预期将显示一个明确的纯FM或AFM或自旋玻璃或集群玻璃系统的行为，也进行了测量。然而，非线性磁化率没有表现出任何众所周知的变化，但显示出复杂的行为，从而表明Tb $_3$ Co既不是纯AFM或FM或自旋玻璃系统，但提供了非共线磁结构的另一个证据。
2019-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism from intermetallics and perovskite oxides
RJCV于2017年3月在弗鲁米嫩塞联邦大学获得博士学位。我们专注于化合物的合成，然后对它们的磁结构表征;主要是由于这些物理性质的相互作用。我们已经制备了金属间合金（包括Heusler合金）和钙钛矿氧化物（锰氧化物和钴矿）;散装和纳米颗粒。的形态和晶体结构对这些化合物的磁性能的影响进行了彻底的分析。
2017-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structure-Property Correlations in Sb, Ge, and Ga Doped AlFe$_2$B$_2$ for Magnetocaloric Applications
本研究通过电弧熔炼制备Sb、Ge和Ga掺杂的AlFe$_2$B$_2$，发现掺杂改变了其相组成，并显著提升了居里温度，其中Ge和Ga增加了磁化强度，为设计特定磁性的磁卡材料提供了新途径。
2025-06-27 cond-mat.mtrl-sci
A multicaloric material as a link between electrocaloric and magnetocaloric refrigeration
证明了具有磁热和电热性质的多晶多价材料0.8Pb（Fe_（1/2）Nb_（1/2））O_3 -0.2Pb（Mg_（1/2）W_（1/2））O_3的存在性和可行性。电热和磁热效应都在室温以下的宽温度范围内观察到。当磁场幅值为70 kOe，温度为5 K时，最大磁热温度变化为~0.26 K;当电场幅值为60 kV/cm，温度为180 K时，最大电热温度变化为~0.25 K。该材料允许多热量冷却模式或单独的热量模式操作，这取决于外部场的起源和施加场的温度。
2016-05-25 cond-mat.mtrl-sci
In Operando magnetometry study on the charge storage mechanism of SnCo alloy lithium ion batteries
针对锂离子电池Sn基合金负极中过渡金属的可逆性一直存在争议的问题，采用原位实时磁监测方法研究了Sn-Co金属间化合物在电化学循环过程中的演变规律。在不使用粘结剂和导电添加剂的情况下，采用磁控溅射法制备了不同成分的Sn-Co合金薄膜阳极。磁响应表明，由Li插入释放的Co颗粒与Sn完全复合，在脱锂过程中，将Sn-Co金属间化合物重新形成富锡相Sn 7 Co 3。然而，随着Co含量的增加，它只能部分地与Sn复合成富钴相Sn 3Co 7。未转化的Co颗粒可形成致密的阻挡层并阻止Li与阳极中的所有Sn的完全反应，导致较低的容量。这些关键结果有助于理解过渡金属的反应机理，并为高性能锡基阳极的设计提供了有价值的见解。
2021-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Exchange bias-like effect in TbFeAl intermetallic induced by atomic disorder
在金属间化合物TbFeAl中观察到类交换偏置效应，该化合物在$T^h_c \approx$ 198 K和$T^l_c \approx$ 154 K分别出现一次和二次磁相变。在等温磁化强度$M (H)$中观察到2 K时的{ \em跳跃}特征，而在高于8 K时消失.低于10~K的场冷磁化等温线显示出类似于交换偏置的环移，这也得到了{ \em训练效应}的支持。在TbFeAl中观察到显著的矫顽场，在2~K时为$H_c \approx$ 1.5~T，在初始增加之后，显示随后随温度降低。交换偏置场，$H_{eb}$，显示出轻微的增加和随后的平稳与温度。认为Fe和Al之间固有的晶体学无序和Tb $^{3+}$的高磁晶各向异性是导致交换偏置效应的原因。TbFeAl是最近报道的具有磁热效应的化合物，交换偏置的发现使其成为一种多功能化合物。在TbFeAl上得到的结果推广了晶体无序材料中交换偏置的观察，并为寻找具有{ \em交换偏置原子无序的材料提供了动力。}
2016-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-temperature transport properties of intermetallic compound HoAgGe with kagome spin ice state
我们研究了金属间化合物HoAgGe单晶在低温和磁场沿$a$和$c$轴，而电流和热流沿$c$轴的磁化率，磁化强度，电阻率和热导率。磁化曲线显示$B \parallel a$和$B \parallel c$在低场下分别出现一系列的变磁转变和小的磁滞回线。磁化率和$ρ(T)$曲线在反铁磁转变（$T\rm_N \sim$ 11.3 K）和自旋重取向转变（$\sim$ 7 K）处均显示异常。在零场和极低温度下，电子是主要的热载体。对于$B \parallel a$，$ρ(B)$曲线显示出大的和正的横向磁电阻（MR），具有$B^2$和$B$之间的非常场依赖性-线性，伴随着变磁转变和低场滞后的异常;同时，$κ(B)$主要随着场的增加而减小，并且在变磁转变处显示出一些异常。对于$B \parallel c$，有弱的和负的纵向MR，而$κ(B)$显示出相当强的场依赖性，表明声子热输运的作用。
2022-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Domain Wall on Magnetocaloric Effect in GdPt$_{2}$
对GdPt金属间化合物$_{2}$进行了电阻率、磁电阻和现场热容测量。磁热参数$ΔT_{ad}$和$-ΔS$是从现场热容量数据导出的。比较了磁热效应$-ΔS$和电阻率差$-Δρ$ $(=ρ(H)-ρ(0))$随温度的变化。在铁磁转变温度以下，$-ΔS$和$-Δρ$的温度依赖性有明显的不同。然而，在从$-Δρ$去除畴壁贡献之后，$-ΔS$的性质和作为温度的函数的$-Δρ$依赖性是相似的。我们的观察表明，尽管畴壁对磁输运有重要贡献，但它对磁热效应的贡献可以忽略不计。
2006-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Dielectric Behavior in $La_{0.53}Ca_{0.47}MnO_{3}$
我们通过磁性（$(M)$）、热（$(W)$）、介电（$(ε')$）、磁阻（MR）和磁电容（MC）研究，展望了$La_{0.53}Ca_{0.47}MnO_{3}$在$T_{C} \sim 253K$顺磁（PMI）到铁磁（FMM）同构转变中的磁介电性。通过对$(M)(T)$和$(W)(T)$的加热/冷却过程的研究，证实了一级相变的斜展宽特征，其中过热温度$T**$与$T_C$相近，过冷温度$T*$表现出动力学性质.在$T_C$以上，线性相关的MC和MR反映了纯粹的磁阻效应。在$T_C$附近，高频MC（5 T）远远超过磁损耗，并且与FM有序状态下的直流MR（5 T）不相关。在低于$T_C$和高于~kHz时表现出的本征磁介电性可追溯到PMI-FMM相共存界面区域的晶粒内Maxwell-Wagner型效应。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci
The magnetocaloric and barocaloric effects in Gd5Si2Ge2 compound
从实验和理论上研究了Gd_5Si_2Ge_2化合物的热效应。一级相变对磁场和压力都很敏感。结果表明，磁场和压力对相变的影响是等效的。理论分析还表明，在一定的居里温度下，无论外加磁场还是压力，总熵变几乎是确定的。在理论分析的基础上，通过实验得到了磁场和静水压力同时作用下的熵变。Gd_5Si_2Ge_2化合物的熵变曲线明显加宽，制冷量从284.7 J/kg提高到447.0 J/kg。此外，在磁制冷技术中所需的磁场可以通过施加静水压力来减小。
2011-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Valence state determines the band magnetocrystalline anisotropy in 2D rare-earth/noble-metal compounds
在具有零轨道动量的金属间化合物（$L=0$）中，磁各向异性和电子能带结构相互关联。在这里，我们调查这种连接二价铕和三价钆金属间化合物。通过X射线磁圆二色性分析，我们发现在二维原子厚EuAu $_2$中存在一个离面易磁化轴。角分辨光电子能谱和密度泛函理论证明，这是由于强的$f-d$带杂化和Eu $^{2+}$价态所致。相比之下，结构等效的GdAu $_2$的容易的面内磁化由自旋轨道分裂的$d$带，特别是外尔节线，占据在Gd $^{3+}$状态。无论$L$值，我们预测类似的巡回电子的贡献类似的化合物的各向异性。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-Order Phase Transition in Perovskites Pr$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$ - Magneto-Caloric Properties -- Effect of Multi-Spin Interaction
本文通过Monte Carlo模拟引入多自旋相互作用，成功再现了钙钛矿Pr$_{0.67}$Sr$_{0.33}$MnO$_{3}$中磁化强度随温度反常上升并在$T_C$处骤降的一阶相变行为，并验证了其磁热性质与实验吻合，展现出制冷应用潜力。
2024-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase Transition and Magneto-caloric Properties of Perovskites Pr$_{0.55}$Sr$_{0.45}$MnO$_{3}$: Modeling versus Experiments
本文通过引入多自旋相互作用的多态伊辛模型和蒙特卡洛模拟，重现了Pr$_{0.55}$Sr$_{0.45}$MnO$_{3}$的急剧相变与磁化行为，并计算了磁熵变和相对制冷能力，结果与实验吻合。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Large magnetoresistance anomalies in Dy7Rh3
已知在低于（TN=）59 K下反铁磁性排序的化合物Dy 7Rh 3在顺磁状态下表现出对于金属间化合物不寻常的温度（T）依赖的电阻率（rho）行为，在顺磁状态（约130 K）下rho（T）存在宽峰，好像存在半导体到金属的转变。此外，由于超磁区带隙效应，在T_N以下有一个上弯。本文报道了外加磁场（H）对该化合物在300 K以下的ρ（T）行为的影响。在TN以下发现的rho（T）的上升可以在非常高的场（>> 60 kOe）下被抑制，从而在磁有序状态下导致非常大的磁阻（MR）。最值得注意的发现是，在远高于T_N的温度范围内，中等强度的H（如80 kOe）的MR值也很大，这在金属间化合物中是不典型的。因此，该化合物的特征是在整个研究T范围内存在较大的MR异常。
2004-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multicaloric effect in Fe48Rh52 alloy: case of combination magnetic field and uniaxial tension
本研究通过直接法实验发现，Fe48Rh52合金在磁场与单轴拉伸组合下产生协同多卡效应，其温变幅度超过单一效应，且多卡效应并非单卡效应的简单叠加，需考虑样品几何与施加场协议等因素。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Realization of the kagome spin ice state in a frustrated intermetallic compound
自旋冰是物质的奇异相，其特征是受抑自旋遵守当地的冰规则，类似于水冰中的电偶极子。在二维空间中，人们可以类似地定义在戈薇晶格上排列的面内伊辛类自旋的冰规则。这些冰规则要求每个三角形格子都有一个单独的格子，并可以导致各种独特的秩序和激励。使用实验和理论方法，包括磁力测量，热力学测量，中子散射和蒙特卡罗模拟，我们建立HoAgGe作为一个晶体（即非人工）系统，实现了戈薇自旋冰态。该系统的特点是各种部分和完全有序的状态和一系列的场诱导相在低温下，都符合戈薇冰规则。
2020-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Importance of Electronic Correlation in the Intermetallic Half-Heusler Compounds
HfNiSn的低温扫描隧道谱显示在费米能级附近存在V^m（m < 1）零偏压反常。这种具有分数幂律形状的局域态密度是众所周知的电子关联的结果。为了比较，我们还测量了其他18价电子的半Heusler化合物的隧穿电导。ZrNiPb表现出类似金属的局域态密度，而ZrCoSb和NbFeSb则表现出线性和V^2反常。对这些异常现象的一种解释是，这些化合物中存在相关性缺口。通过分析HfNiSn的磁电阻，我们表明，在低温下，电子-电子散射占主导地位。电导率的T^m（m < 1）温度依赖性证实了电子相关性是体性质而不是表面性质。
2020-12-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic Correlations in the Intermetallic Fe2VAl
金属间化合物Fe_2V_Al在输运过程中表现为非金属性质，在热力学和光电子能谱数据中表现为强金属性质。它在其能带结构中具有高度分化的一组价带和导带，导致具有非常低的载流子密度的半金属系统。赝能隙本身是由于Al态与Fe和V的d轨道的相互作用，但由此产生的载流子几乎没有Al特征。广义梯度修正的局部密度能带结构以及自旋-轨道耦合的影响被证明是显着的，减少了三倍的载流子密度。以虚晶体的方式，每单元掺杂0.5个电子，这种双金属化合物会产生0.5个玻尔磁子的瞬间，并破坏赝能隙。我们评估了形成激子凝聚体和激子维格纳晶体的趋势，发现两者都不太可能。我们提出了一个模型，即所观察到的性质是由两个不同的电子（例如在V上）和空穴（t_2g在Fe上）的低密度（每350个公式单元一个符号的载流子）的互穿晶格产生的激子关联引起的。
1998-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetism and Transport in YbMn2Sb2
合成了一种新的三元金属间化合物YbMn_2Sb_2，研究了其在2 ~ 300 K温度范围内的磁输运和电输运性质。该化合物以三角形La 2 O2 S型结构（空间群P3 bm 1，No.164）结晶，并在室温下被发现是铁磁有序的。磁性的产生是由于Mn亚晶格有序化的结果。在室温下获得的YbMn_2Sb_2的M_5 X射线吸收谱表明，Yb在该化合物中的价态接近2。该化合物的电阻率类似于金属，在5 K和9 T的外加磁场下观察到13%的正磁阻。关键词稀土金属间化合物及合金，磁性，X射线吸收光谱，电输运。
2005-01-19 cond-mat.mtrl-sci
