Fabrication of magnetocaloric La(Fe,Si)$_{13}$ thick films
La（Fe，Si）$_{13}$基化合物被认为是一种非常有前途的磁热材料。许多研究都集中在这种材料的家庭，但只有在散装形式。本文报道了La（Fe，Si）$_{13}$厚膜的制备，包括后退火和非后退火。这些薄膜表现出的磁性和结构性能相媲美的散装材料。我们还观察到铁磁相变具有负的热滞后，这种现象以前在这种材料中没有发现，但它可能有它的起源在应变能水库的可用性，在其他材料的情况下，其中已发现负的热滞后。我们的探索性研究证明了La（Fe，Si）$_{13}$相厚膜的可行性，并激励了该领域的进一步工作，同时表明可以从降低磁体积效应较大的磁热材料的维数中获得额外的观点。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci
A pathway to optimize the properties of magnetocaloric MnxFe2-x(P1-yGey) for magnetic refrigeration
磁热材料可用于磁制冷应用中，但为了实用，磁制冷剂需要在室温附近具有非常大的磁热效应（MCE），用于具有小磁滞和磁致伸缩的适度施加场（<2特斯拉），并且应该具有完全的磁转变，是廉价的，并且是环境友好的。可以满足这些要求的一种系统是MnxFe 2-xP 1-yGey，其中在高温顺磁相和低温铁磁相之间发生组合的一级结构和磁性转变。我们已经使用中子衍射，差示扫描量热法，和磁化强度测量研究Mn和Ge的位置在结构上的有序磁矩，MCE，和磁滞的一系列组合物的系统接近最佳掺杂的影响。衍射结果表明，位于3f位的Mn离子增强了所需的性能，而位于3g位的Mn离子则是有害的。通过量热法直接测量的熵变可以超过40 J/kg-K。转变的相分数、转变的滞后和熵变可以通过组成均匀性和颗粒尺寸两者来控制，并且已经开发了退火程序，该退火程序实质上改善了材料的所有三种性质的性能。在这些结果的基础上，我们已经确定了一种途径，以优化该系统的磁制冷应用的MCE性能。
2014-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect and hysteresis loss in Mn$_x$Fe$_{2-x}$P$_{0.5}$Si$_{0.5}$ ($x$ = 0.7-1.2) microwires at ambient temperatures
本研究针对室温磁热微丝研发难题，通过熔体提取结合热处理与组分调控，制备出Mn$_x$Fe$_{2-x}$P$_{0.5}$Si$_{0.5}$微丝，实现室温附近可调控巨磁热效应，为新型磁热微丝设计提供新路径。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Design of reversible low-field magnetocaloric effect at room temperature in hexagonal MnMX ferromagnets
六方晶系MnMX基（M = Co或Ni，X = Si或Ge）铁磁体在一级磁结构转变时普遍存在巨磁热效应。然而，热滞后和磁结构转变对磁场的低灵敏度不可避免地导致低场磁热效应的相当大的不可逆性。在这项工作中，我们展示了一种替代的方式来实现可逆的低场磁热效应的MnMX基合金的二阶相变的优势。在MnCoGe合金中引入Cu后，高温下马氏体相变稳定，而正交相的居里温度降低到室温。结果，可以观察到具有可忽略的热滞后和大的磁化变化的二阶磁转变，从而实现大的可逆磁热效应。通过量热法和直接测量，在304 K下，在0-1 T的磁场变化下，得到了约1 K的可逆绝热温度变化，这比一级磁结构转变的温度变化要大。为了更好地了解这些实验结果的来源，我们进行了第一性原理计算来表征化学键和磁交换相互作用。我们的工作提供了一个新的理解MnCoGe合金，并指出了一个可行的路线，以提高低场磁热效应在MnMX系统的可逆性。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Giant and reversible extrinsic magnetocaloric effects in La0.7Ca0.3MnO3 films due to strain
已经提出了由磁场驱动的大的热变化用于环境友好的节能制冷，但是只有少数遭受磁滞的材料显示这些巨磁热效应。在这里，我们创造了巨大的和可逆的外部磁热效应的铁磁锰氧化物La0.7Ca0.3MnO3的外延膜使用应变介导的反馈从钛酸钡基板附近的一阶结构相变。我们的研究结果应该启发发现的巨磁热效应在广泛的磁性材料，并并行开发的纳米结构的散装样品的实际应用。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Preparation, structure evolution, and magnetocaloric effects of MnFe(PGe) compounds
MnFePGe基化合物作为一种具有巨磁热效应的磁制冷剂，因其在实际应用中的诸多优势而受到人们的广泛关注。本文综述了MnFePGe基化合物的制备条件、磁性和晶体结构与磁热效应之间的关系。研究了温度、压力和磁场对化合物结构和相变的影响。介绍了制备条件对化合物的化学组成和微观结构均匀性的影响，这对化合物的MCE和热滞后性能起着关键作用。基于这些实验结果，提出了一种通过DSC测量来评估化合物MCE的新方法。此外，还对MnFePGe基化合物的“处女效应”的成因进行了讨论。
2014-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-elastic coupling and magnetocaloric effect in hexagonal Mn-Fe-P-Si compounds
研究了Fe 2 P基Mn-Fe-P-Si化合物的结构、磁性和磁热性能。该研究揭示了一个大的磁弹性耦合，开始在顺磁状态下发展，并在接近铁磁转变温度时增长。基于磁弹耦合的行为，我们展示了热演化的磁矩。在冷却时，在四面体位置上形成磁矩，并在顺磁状态下逐渐增加。在磁有序化温度下，磁矩在不连续的步骤中达到大得多的值。我们还发现，磁滞和磁熵变与晶格参数在转变温度的不连续变化。在保持巨磁热效应的同时，可以获得小的磁滞。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A coupling of martensitic and metamagnetic transitions with collective magneto-volume and table-like magnetocaloric effects
MnNi_（0.8）Fe_（0.2）Ge合金中存在一级顺磁-感应铁磁马氏体相变和二级反铁磁-铁磁变磁相变的耦合。基于这种耦合，由马氏体相变驱动的磁体积效应和由连续的磁相变产生的桌状磁热效应共同出现。利用磁体积效应，测定了体积膨胀马氏体相变的内压应力为350 MPa。磁热效应具有很宽的工作温度范围（室温附近为26 K），表现出很小的磁滞损耗（5 J/kg）和很大的净制冷量（157 J/kg）。
2014-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in Gd2NiMnO6 and Gd2CoMnO6 ferromagnetic insulators
通过磁容量和热容测量研究了双钙钛矿结构Gd_2NiMnO_6（GNMO）和Gd_2CoMnO_6（GCMO）样品的磁热效应。在GNMO（GCMO）中，在~130 K（~112 K）观察到铁磁有序，而在T < 20 K时，Gd交换相互作用似乎占主导地位。在GCMO中，在低于50 K时，观察到3d-4f交换作用引起的反铁磁行为。在低温下，当磁场变化为7 T时，GNMO（GCMO）的最大熵（-ΔSM）和绝热温变分别为35.5 J Kg-1 K-1（~24 J Kg-1 K-1）和10.5 K（6.5 K）.无磁滞和热滞以及它们的绝缘性质使它们在低温磁制冷方面有希望。
2015-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Mastering disorder in a first-order transition by ion irradiation
本研究探讨了离子轰击对MnAs单晶薄膜的影响，发现离子与原子间的弹性碰撞是改变材料性质的主要过程，并揭示了热滞后抑制与相变锐度丧失分别源于不同尺度的无序与弹性场耦合。
2024-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the martensitic transformation kinetics on the magnetocaloric effect in Ni-Mn-In
Ni-Mn基Heusler化合物中的逆磁热效应（MCE）发生在低温低磁化马氏体和高温高磁化奥氏体之间的磁结构转变过程中。在这项研究中，我们分析的变磁性转变的$Ni_{49.8}Mn_{35}In_{15.2}$化合物的同时绝热温度变化和应变测量脉冲磁场高达10 T。在285 K的起始温度下，当完全诱发逆马氏体相变时，观察到绝热温度变化为-10K，应变为-0.22%。通过在316 Ts $^{-1}$、865 Ts $^{-1}$和1850 Ts $^{-1}$之间改变磁场扫描速率，研究了逆马氏体相变的转变动力学.我们的实验表明，在超过865 Ts $^{-1}$的场速率下，逆马氏体相变结束时有明显的延迟，这与残留马氏体的湮灭有关。因此，场滞后增加，并且需要更高的场来使过渡饱和。相反，没有时间依赖性的影响，在研究的场扫描范围内观察到的逆马氏体相变的发生。我们的研究结果表明，在Heusler化合物的动力学效应强烈影响的磁冷却循环，特别是当利用一个multicaloric的“剥削磁滞循环”，其中采用高磁场扫描速率。
2021-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Control of Covalent Bond Enables Efficient Magnetic Cooling
该研究通过在 Gd5Ge4 晶胞内构建 Sn(Ge)3/Sn(Ge)3 共价键消除热滞后，使 Gd5Sn2Ge2 的可逆绝热温变翻倍并提升磁熵变，为高效磁制冷与气体液化提供新路径。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Improved crystallographic compatibility and magnetocaloric reversibility in Pt substituted Ni2Mn1.4In0.6 magnetic shape memory Heusler alloy
我们在这里提出了改进的结晶/几何相容性和磁热可逆性的测量磁熵变使用不同的协议在10%Pt取代的Ni 2 Mn 1.4In 0.6磁性记忆合金。Pt的替代使Ni2Mn1.4In0.6合金的热滞效应降低了约50%。降低的热滞后的起源是由奥氏体和马氏体相的晶体学相容性研究的。计算得到的变换矩阵的中间特征值为0.9982，与1非常接近（偏差仅为0.18%），表明Ni1.9Pt0.1Mn1.4In0.6中奥氏体和马氏体相之间存在晶体学相容性。该合金体系中两相之间的非常小的热滞后和晶体学相容性表明奥氏体和马氏体相之间的无应力过渡层（即，完美惯习面），预期其产生可逆的马氏体相变，因此也产生可逆的磁热效应（MCE）。在三种不同的测量方案（即等温、环和等场测量方案）下使用磁化曲线计算的等温熵变（ΔSiso）的值被发现几乎相同，表明本合金系统中的可逆MCE。我们的工作为设计新型的磁性形状记忆Heusler合金提供了一条途径，同时也表明上述任何一种测量方案都可以用于满足几何相容条件的材料ΔSiso的计算。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of annealing on the magnetic, magnetocaloric and magnetoresistance properties of Ni-Co-Mn-Sb melt spun ribbons
系统研究了Ni 46 Co 4 Mn 38 Sb 12快淬薄带的结构、磁性、磁热和磁输运性能。退火后，初生薄带的部分有序的B2相转变为完全有序的L21相，这意味着系统中的原子有序性发生了相当大的变化。原子无序的存在下，作为自旋带引起较高的马氏体转变温度和较低的磁化强度相比，散装样品。然而，退火带有助于在很大程度上恢复整体性能。在磁热效应，交换偏置和磁电阻的显着变化已被观察到之间的自旋和退火的带，原子有序的功能，以及在Heusler系统的基本属性的作用。重要的是，该研究表明，人们可以通过制备熔融纺丝合金并使其经受适当的退火条件来降低磁滞损耗，这使它们能够成为实用的磁制冷剂。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurements of the magnetocaloric effect in pulsed magnetic fields: The example of the Heusler alloy Ni$_{50}$Mn$_{35}$In$_{15}$
本文用直接测量的方法研究了形状记忆Heusler合金$_{50}$ In $_{35}$在高达6和20 T的脉冲磁场中的磁热效应。在6 T的结果进行了比较，从热容实验获得的数据。我们发现一个饱和的逆MCE，有关的一阶马氏体相变，与$ΔT_{ad} = -7$ K的最大绝热温度变化在250 K和常规的场依赖MCE附近的第二阶铁磁转变在奥氏体相。脉冲磁场数据允许在$\sim 10$至100 ms的时间尺度上分析样品对磁场的温度响应，该时间尺度是磁热冷却装置的典型操作频率（10至100 Hz）的量级。我们的研究结果表明，在记忆合金的不同贡献的MCE和马氏体相变周围的滞后效应，必须仔细考虑未来的冷却应用。
2015-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Improved magnetostructural and magnetocaloric reversibility in magnetic Ni-Mn-In shape-memory Heusler alloy by optimizing the geometric compatibility condition
本文报道了磁性形状记忆合金Ni $_{1.8}$ Mn $_{1.8}$ In $_{0.4}$的磁致伸缩可逆性和逆磁热效应的改善。我们表明，磁致伸缩和MCE的关键取决于奥氏体和马氏体相的几何相容性。从X射线衍射数据计算的变换矩阵中获得了关于两相相容性的详细信息。晶格参数的唯一性导致磁致伸缩和MCE的可逆性改善。在马氏体相变的热滞区，脉冲磁场作用下的最大相对长度变化为0.3%，绝热温度变化为$ΔT_{ad}\approx -10$ K。我们的研究结果表明，几何相容性的方法将允许一个设计材料的可逆磁致伸缩和可逆逆MCE在一阶磁结构相变的形状记忆Heusler合金。
2020-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Large adiabatic temperature and magnetic entropy changes in EuTiO3
通过测量样品的磁化强度和热容，研究了量子顺电EuTiO_3单晶和多晶样品的磁热效应。在TN = 5.6 K以下，EuTiO 3单晶由于Eu 2+的磁矩而呈现反铁磁有序。该化合物在其Neel温度附近显示出巨大的磁热效应。在TN磁场变化为7 T时，等温磁熵变为49 Jkg-1 K-1，绝热温变为21 K，制冷量为500 Jkg-1。单晶和多晶样品的磁熵变和绝热温度变化值相似。大的磁热效应是由于与Eu 2+离子的局域4f矩相关的自旋熵的抑制。EuTiO_3的巨磁热效应和可忽略的磁滞回线表明，EuTiO_3在20 K以下的磁制冷方面具有潜在的应用前景。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Design of thermal hysteresis in nonstoichiometric alloys with giant magnetocaloric effect
本文研究了非化学计量比Fe$_2$P型合金的磁热效应，发现增加FeV浓度可降低磁相变热滞后并提升机械稳定性，同时保持了显著的等温熵变与绝热温度变化。
2025-07-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant Magnetocaloric Effect in Re-entrant Ferromagnet PrMn1.4Fe0.6Ge2
在5 ~ 340 K温度范围内，在9 T磁场下，测量了PrMn_（1.4）Fe_（0.6）Ge_2在TCPr、TNinter和TCinter的三个一级磁相变（FOMT），并研究了这些相变附近的磁热效应（MCE）.与现有的MCE系统相比，两个FOMT在168 K附近从平面反铁磁性（AFl）到c轴铁磁性（Fmc），以及在157 K附近从Fmc态到c轴AFmc态的MCE都具有可接受的值。在25.5 K附近观察到了一个巨磁热效应（GMCE），它与场诱导的从AFmc到Fmc+F（Pr）态的FOMT有关，并有额外的Pr磁贡献.磁场变化为7 T时，MCE值为29.1 J/kg K，与性能最佳的MCE材料的报告值相当，甚至更大。特别是，巨大的MCE值为12.3 J/kg K，从0到1 T的相对较小的磁场变化是非常有益的应用程序，这一点，连同小的磁和热滞后，表明PrMn 1.4Fe 0.6Ge 2可能是一个有前途的候选人磁制冷应用在氢制冷温度范围内。
2008-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Calorimetric and magnetic study for Ni$_{50}$Mn$_{36}$In$_{14}$ and relative cooling power in paramagnetic inverse magnetocaloric systems
非化学计量的Heusler合金Ni $_{50}$ Mn $_{36}$ In $_{14}$在345 K附近经历马氏体相变，高温奥氏体相表现出顺磁性而不是铁磁性行为，如在具有较低温度转变的类似合金中所示。适当制备的样品显示出尖锐的转变，一个相对较小的热滞后，和一个大的场致熵变。我们分析了磁热行为，通过磁化和直接场依赖量热法测量。对于通过一级变换的测量，设计了一种改进的热脉冲弛豫量热法。这一结果为相关材料场致熵变的解析计算提供了坚实的基础。的相对冷却功率（RCP）的分析，基于集成的场致熵变和磁化行为的Mn自旋系统与铁磁相关性，表明一个显着的RCP可以在这些材料中获得通过微调的磁性和结构的转变温度通过微小的成分变化或局部顺序的变化。
2015-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Fe substitution on magnetocaloric effect in La0.7Sr0.3Mn1-xFexO3 (x = 0 to 0.2)
研究了Fe取代对La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（1-x）Fe_xO_3（x = 0.05，0.07，0.10，0.15和0.20）在较宽温度范围（T = 10-400 K）内磁性能和磁热性能的影响。结果表明，Fe的替代逐渐降低铁磁居里温度（Tc）和饱和磁化强度x = 0.15，但发生了显着的变化x = 0.2。x = 0.2的样品可以被认为是一个相分离的化合物，其中短程有序的铁磁和反铁磁相共存。在H = 5 T时，随着Fe含量的增加，磁熵变（DSm）从343 K（x = 0.05）的4.4 J/KgK减小到105 K（x = 0.2）的1.3 J/KgK。La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（0.93）Fe_（0.07）O_3的磁滞损耗可以忽略不计，室温下的工作温度超过60 K，制冷量为225 J/Kg，磁熵为4 J/kgK，是一种值得关注的室温制冷材料。
2009-09-25 cond-mat.mtrl-sci
From first-order magneto-elastic to magneto-structural transition in (Mn,Fe)1.95P0.50Si0.50 compounds
我们报道了MnxFe1.95-xP0.50Si0.50（x > 1.10）化合物的结构、磁性和磁热性质。随着Mn：Fe比的增加，一级磁弹性转变逐渐由二级磁转变转变为一级磁结构转变。研究还表明，热滞后可以通过改变Mn：Fe比来调节。在保持巨磁热效应的同时，可以获得小的热滞后（小于1K）。这一成就为使用磁制冷剂的实际制冷应用铺平了道路。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of Polymeric precursor and Auto-combustion on the Structural, Microstructural, Magnetic, and Magnetocaloric Properties of La0.8Sr0.2MnO3
本研究分别用Pechini法和自燃烧法合成La0.8Sr0.2MnO3纳米粉体，对比发现前者磁热性能更优，后者热稳定性好，二者均为室温环保磁热应用的潜在候选材料。
2024-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Critical behavior and magnetocaloric effect across the magnetic transition in Mn$_{1+x}$Fe$_{4-x}$Si$_{3}$
详细研究了Mn $_{1+x}$ Fe $_{4-x}$ Si $_{3}$（$ x =$ 0 ~ 1）的磁转变、磁化强度的临界标度和磁热效应的性质。我们的测量结果表明，没有热滞后跨越的磁性转变的母体化合物，这是在与以前的报告，并证实了第二阶性质的过渡。在Fe位Mn的替代可以连续地调谐磁性转变。Mn取代导致晶胞体积线性增加，有效磁矩略有降低。详细的临界分析$x = 0.0$和0.2的磁化数据进行在临界状态下使用修改的Arrott图，Kouvel-Fisher图，通用曲线缩放，和磁热效应的缩放分析。磁化等温线遵循母体化合物（$x=0.0$）的具有临界指数（$β\simeq 0.308$、$γ\simeq 1.448$和$δ\simeq 5.64$）和$x = 0.2$的具有临界指数（$β\simeq 0.304$、$γ\simeq 1.445$和$δ\simeq 5.64$）的改良Arrott图。磁化等温线的Kouvel-Fisher和通用标度图进一步证实了我们的临界分析和指数值的可靠性。这些值的临界指数被发现是相同的母和掺杂的样品不属于任何标准的普适性类。对$x= 0.0$和0.2化合物分别观察到了合理的磁热效应$ΔS_{\rm m}\simeq-6.67$ ~J/Kg-K和-5.84~J/Kg-K，在9 T场变化下观察到了巨大的相对冷却功率（$RCP \sim 700$ ~J/K…
2020-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Experimentally correlating thermal hysteresis and phase compatibility in multifunctional Heusler alloys
热滞后被认为是一阶相变磁热和铁磁形状记忆材料循环应用的主要缺点之一。因此，面临的挑战是制定策略，提高过渡中所涉及的相之间的兼容性，并研究其对热滞后的影响。为此，我们探讨了Ni 2 Mn 1-xCuxGa0.84Al0.16 Heusler合金的热，结构和磁性。当化合物中Cu含量从x = 0.10变化到x = 0.25时，合金呈现~60%的热滞后减小，最小滞后宽度为6 K。我们应用马氏体的几何非线性理论来解决相兼容性，量化的参数ε 2，中间特征值的转变拉伸张量，并发现，滞后的最小值与奥氏体和马氏体相之间的更好的晶体学兼容性（ε 2接近1）。此外，我们表明，谷状的滞后特性中发现的Ni 2 Mn 1-xCuxGa0.84Al0.16化合物是存在于其他几种合金在文献中。这些结果为理解和掌握多功能Heusler合金的相相容性并最终实现低热滞提供了新的途径。
2020-07-15 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
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
Influence of Thermal Cycling on Giant Magnetocaloric Effect of Gd5Si1.3Ge2.7 Thin Film
在磁制冷机的使用寿命中，材料会经历数百万次的热磁循环，因此预测这些材料在相关工作条件下的行为是至关重要的。因此，在这项工作中，我们研究了热循环的影响，在微观结构，磁相变和磁熵变的Gd 5Si 1.3 Ge 2.7薄膜高达1000个周期。在第一阶段，直到450个周期，作为温度的函数的磁化曲线的磁滞区域被发现与热循环减少16%，由于逮捕的O（II）相所造成的内部应变。然而，在1000次循环后，磁结构转变明显丧失。对于所有热循环，O（I）相保持不变。因此，长时间的热循环导致O（II）相的强烈还原，这归因于内部压力积聚，这是由O（II）相在磁结构转变期间经历的大量膨胀/压缩循环引起的。
2015-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of X-Ray Irradiation on Magnetocaloric Material, (MnNiSi)1-x(Fe2Ge)x
通过电弧熔融制备（MnNiSi）1-（Fe 2Ge）x组合物（x=0.34）合金，粉碎，并筛分至约<32微米。利用它们来检查当暴露于~>120 Gy/min的连续扫描速率和35 kGy的X射线吸收剂量时可能的磁性和结构变化。本研究报告了X射线衍射和磁性测量的可观察趋势。磁化强度与温度（加热和冷却）测量的磁化强度从2.72 emu/g增加到4.01 emu/g的辐照样品。磁化强度与磁场曲线显示出辐照诱导的磁滞现象。辐照样品在200 K时的矫顽力变化ΔHc = 14.7%。原始样品的最大熵变ΔSmag为~ 11.139 J/kg*K，Tave峰为317.5 K，而辐照样品的ΔSmag为~ 11.349 J/kg*K，Tave峰为312.5 K。这些呈现的结果提供了更深入的见解，以调节辐射对组成（x=0.34）的（MnNiSi）1-（Fe 2Ge）x的磁性能的影响，该组成可以在高能辐射环境中的广泛的磁热应用中使用。施加到样品上的辐照没有引起所选组合物中的任何结构或磁性相变，但略微改变了磁性。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and magnetocaloric effect in the stuffed honeycomb antiferromagnet GdInO3 polycrystalline
研究了填充蜂窝状反铁磁体GdInO 3多晶的磁性能和磁热性能。在TN ~ 2.1K，没有观察到长程磁有序，只是磁化强度随温度的变化曲线出现了一个急剧的上升。阻挫指数值~ 5.0的大值表明该阻挫磁系统中Gd 3+磁矩之间存在短程反铁磁相互作用。可忽略的热滞回线和磁滞回线表明GdInO 3化合物具有二级相变特征和可逆磁热效应。在0-50 kOe和0-70 kOe的磁场变化范围内，在液氦温度附近，最大磁熵变值分别为9.31 J/kg K和17.53 J/kg K，对应的RCP值分别为106.61和196.38 J/kg。GdInO 3多晶的MCE性能比其他Gd基磁热效应相对较低，这可以通过该系统中的高磁阻挫来理解。我们的研究结果表明，GdInO 3多晶具有较大的可逆MCE，这不仅提供了另一种可能性，开发磁热制冷剂在挫磁系统在低温附近的温度区域，但也有助于挖掘更多的奇特性能挫填充蜂窝磁系统。
2021-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ground state, critical analysis of magnetization, and large magnetocaloric effect in the ferromagnetically coupled kagome lattice YCa$_3$(MnO)$_3$(BO$_3$)$_4$
研究结合实验与密度泛函计算，揭示 kagome 晶格 YCa$_3$(MnO)$_3$(BO$_3$)$_4$ 的阻挫磁性、低温二级铁磁相变及优异磁热性能。
2025-07-26 cond-mat.mtrl-sci
$α$-$β$ and $β$-$γ$ phase boundaries of solid oxygen observed by adiabatic magnetocaloric effect
利用脉冲磁场绝热磁热效应（MCE）研究了固态氧的磁场-温度相图。由于场诱导的转变，在刚好低于$β$ - $γ$和$α$ - $β$相变温度时观察到相对大的温度降低和滞后。这些相界的磁场依赖性被获得为$T_\mathrm{βγ}(H)=43.8-1.55\times10^{-3}H^2$ K和$T_\mathrm{αβ}(H)=23.9-0.73\times10^{-3}H^2$ K。磁Clausius-Clapeyron方程定量地解释了$T_\mathrm{βγ}$对$H$的依赖性，但不能解释$T_\mathrm{αβ}$对$H$的依赖性.在$T_\mathrm{βγ}$的MCE曲线是典型的一级转变，而在$T_\mathrm{αβ}$的曲线似乎具有一级和二级转变的特征。我们讨论了$α$ - $β$相变的顺序，并提出了可能的原因。
2017-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Multiple first order transitions and associated room temperature magneto-functionality in Ni2.048Mn1.312In0.64
目前的工作报告中观察到的多个磁性转变的镍过量铁磁形状记忆合金与标称成分Ni $_{2.048}$ Mn $_{1.312}$在$_{0.64}$。磁化强度数据揭示了两个不同的热磁共振与两个不同的相变在不同的温度区域。高温磁滞是由于马氏体相变，而低温磁滞发生在磁异常周围，这表明在马氏体内从类顺磁状态到铁磁基态的转变。清晰的热滞后以及Arrott曲线的曲率的符号证实了{两种转变的\it一阶性质}。此外，发现所研究的合金具有丰富的功能，在这两个磁滞区（分别为300 K和195 K）附近观察到大的磁阻（在80 kOe时为-45\%和-4\%）和磁热效应（在50 kOe时为+16.7J.kg $^{-1}$. K $^{-1}$和-2.25 J.kg $^{-1}$ .K $^{-1}$）。
2015-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Effect of chemical and hydrostatic pressure on the coupled magnetostructural transition of Ni-Mn-In Heusler alloys
Ni-Mn-In磁性形状记忆Heusler合金在其一级马氏体相变时普遍存在较大的热滞，这阻碍了其在磁制冷领域的应用。通过优化Ni $_2$ Cu $_x$ Mn $_{1.4-x}$ In $_{0.6}$中的Cu含量，得到了Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$中马氏体相变的热滞仅为6 K。我们可以解释这个非常小的滞后马氏体和奥氏体相的界面处的一个几乎完美的惯习平面。流体静压的应用不会进一步降低滞后，但将马氏体转变移到接近室温。等温熵变不依赖于加热或冷却协议，并且与压力无关。在脉冲磁场下对Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$的磁热效应进行了研究，发现其最大绝热温度变化为-13 K.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Site-specific atomic substitution in a giant magnetocaloric Fe$_2$P-type system
巨磁热（GMC）材料构成了近室温磁制冷的要求。(Fe，Mn）$_2$（P，Si）是一种具有强磁弹性耦合的GMC化合物。这种材料应用的主要障碍是非常大的温度滞后，这可以通过用金属元素取代金属位置来减少。然而，（Fe，Mn）$_2$（P，Si）化合物具有两个相等填充的金属位点，四面体配位的$3f$和四面体配位的$3g$位点。这种化合物的磁性和磁热性质对磁性原子的位点特异性占据高度敏感。在这里，我们试图分别研究$3f$和$3g$位点取代与等量的钒的效果。利用形成能计算，钒的位置偏好及其对磁相形成的影响进行了描述。观察到在$3f$和$3g$位置的等温熵变的大的差异（高达44%）。晶格参数随温度的变化和磁弹性耦合的强度对磁性的作用被突出。
2022-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain energy enhanced room-temperature magnetocaloric effect in second-order magnetic transition materials
针对二阶磁相变材料的室温磁热效应，本文通过高压约束变形引入应变能，使单晶Mn5Ge3在300K下-ΔSM提升60%，并揭示其源于微观应变与晶格变形，为增强磁熵变及开发先进磁热材料提供方法与思路。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetocaloric effect and Magnetothermopower in the room temperature ferromagnet Pr0.6Sr0.4MnO3
我们研究了多晶Pr0.6Sr0.4MnO3的磁化强度（M）、磁热效应（MCE）和磁热电势（MTEP），该材料在室温（TC = 305 K）附近表现出从顺磁到铁磁的二级相变.然而，当H < 3 T时，长程铁磁态的场冷M（T）在TS = 86 K时突然下降。低温转变在本质上是一级的，如由M（T）中的滞后和冷却和加热循环的差热分析中的放热/吸热峰所表明的。在TS的异常是由于从正交相到单斜相的结构转变。磁熵变在TC为负，在TS为正。热电势（Q）从350 K到20 K为负值，在TC处迅速下降，在TS附近出现一个小的尖点。当Δ H = 3 T时，MTEP最大值为25%，远高于相同磁场变化时的15%直流磁阻。在TC附近，MTEP与磁电阻、Δ Sm与Δ Q之间存在线性关系。此外，交流磁输运在低直流磁场（H小于或等于1 kOe），临界分析的顺磁铁磁转变和标度行为的磁熵变与不同的磁场下的约化温度。
2012-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Self-thermometry measurements of the adiabatic temperature change in first-order phase transition magnetocaloric materials
University of Porto（波尔图大学）；Quantum Design, Inc.（昆腾设计公司）；University of Aveiro（阿威罗大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文提出一种利用商用VersaLab PPMS测量磁卡伦效应的方法，用于确定Gd5Si2Ge2材料的绝热温度变化，实现了对磁卡伦材料的全面表征。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modulations in martensitic Heusler alloys originate from nanotwin ordering
显示出磁性和马氏体转变的Heusler合金能够实现基于磁性形状记忆效应的磁热制冷和致动等应用。它们出色的功能特性取决于低磁滞损耗和低驱动场。只有当原子位置通过周期性位移而偏离四方晶格时，才能实现这些。所谓的调制结构的起源是一个很有争议的话题：它们要么是由声子软化或自适应纳米孪晶来解释的。在这里，我们使用大规模的密度泛函理论计算的Ni 2 MnGa原型系统，以证明孪晶界之间的相互作用能。在实验中观察到的原子尺度上的有序调制导致的相互作用能最小化，它解释了a/b孪晶界是堆垛层错在介观尺度上，并大大有助于宏观滞后损失。此外，我们发现声子软化铺平了向纳米孪晶马氏体状态的转变路径。这统一了两个对立的概念来解释调制马氏体。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Competing magnetic interactions and magnetocaloric effect in Ho$_5$Sn$_3$
稀土金属间化合物Ho $_5$ Sn $_3$具有温度驱动的多重磁转变和场驱动的变磁性。我们通过实验和理论研究相结合的方式来研究这种激发化合物的磁性。Ho $_5$ Sn $_3$在低于$~28$ K时反铁磁有序，并在15 K和12 K时表现出进一步的自旋重取向转变.我们在Ho $_5$ Sn $_3$中观察到了相当大的低温磁热效应，在30 K附近，当外加磁场为$H$ = 50 kOe时，熵变最大值$ΔS$ = -9.5 JKg $^{-1}$ K $^{-1}$.当温度高于15 K时，磁热效应很重要，磁滞几乎为零。有趣的是，$ΔS$被发现改变其符号从正到负的温度增加到约8 K以上，这可以链接到多个自旋重取向转变。在$ΔS$与$H$图中可以看到变磁性的特征。基于密度泛函理论计算得到的磁基态对电子间的有效库仑相互作用（$U_{\rm eff}$）敏感。根据$U_{\rm eff}$的值，基态可以是铁磁或反铁磁的。该化合物在磁场冷却状态下表现出大的弛豫（60 min内磁化强度变化14%），并随时间呈对数变化，这可能与我们在理论计算中观察到的竞争磁性基态有关。从顺磁居里-外斯温度的小值也可以看出竞争的磁性基态。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic determination of the equilibrium first-order phase-transition line hidden by hysteresis in a phase diagram
针对场致一阶相变中平衡相变线被滞后区域隐藏的问题，提出基于热力学的方法确定隐藏的平衡相变线，并在磁电化合物中得到验证，发现其与滞后中点显著不同。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hysteretic Magnetoresistance in a Non-Magnetic SrSnO3 Film via Thermal Coupling to Dynamic Substrate Behavior
滞后磁电阻（MR）通常用作导电氧化物薄膜和异质结构中铁磁性的特征。在这里，磁输运的研究在非磁性的均匀La掺杂SrSnO 3膜生长使用混合分子束外延。具有绝缘性能的12 nm La：SrSnO 3/2nm SrSnO 3/GdScO 3（110）薄膜在T < 5 K时表现出强的磁电阻滞后回线，并在T <2.5K时在~ +/-3T处出现异常。此外，在1.8K下，具有面内场的MR产生超过100%的值。使用详细的温度，角度和磁场依赖的电阻测量，我们说明的起源磁滞是不是由于在薄膜中的磁性，而是与磁热效应的GdScO 3基板。鉴于钆钪和类似的基板通常用于复合氧化物的研究，这项工作突出了热耦合的重要性，必须仔细考虑在数据解释的薄膜和异质结构利用这些基板的基板中的过程。
2021-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetocaloric effect in the kagome ferromagnet Li$_9$Cr$_3$(P$_2$O$_7$)$_3$(PO$_4$)$_2$
本研究制备了笼目铁磁体Li$_9$Cr$_3$(P$_2$O$_7$)$_3$(PO$_4$)$_2$单晶，表征其准二维铁磁特性，发现其在低温下具有大磁热效应与可忽略磁滞，是低温磁制冷的潜在材料。
2023-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of large magnetic cooling power and double glass transition in Tb5Pd2
本文详细研究了二元金属间化合物Tb_5 Pd_2的直流磁化强度、交流磁化率和磁热性能。我们的直流磁化和热容的结果表明，在这种化合物的长程有序的情况下。在交流磁化率中观察到两个明显的频率依赖峰（Tf 1 ~60 K和Tf 2 ~21 K）。利用Mydosh参数、功率和Vogel-Fulcher定律对这些频率相关峰进行分析，发现在Tf 1附近化合物处于类自旋玻璃（SG）-类团簇玻璃（CG）的边界，在Tf 2以下化合物经历类团簇玻璃的冻结。零场冷却记忆效应和非线性直流磁化率也证实了该化合物中存在两个玻璃态转变。磁弛豫测量和Arrott图研究也证实了从SG/CG界面到CG相的转变。值得注意的是，在60-120 K的温度范围内也观察到了显著的磁熵变。此外，在该化合物中还观察到较大的相对冷却能力。所观察到的值与在该温度范围内有前景的制冷剂材料的值相当，并且是相当值得注意的，因为在该化合物中，在该温度范围内不存在磁滞。有人指出，在这种化合物中，短程相互作用持续到高于Tf 1的较高温度，这是在宽温度范围内观察到显著MCE的原因。我们的研究表明，该化合物是一个例子，玻璃态磁性化合物，显示出大的磁热效应。
2018-04-01 cond-mat.mtrl-sci
First-order ferromagnetic transitions of lanthanide local moments in divalent compounds: An itinerant electron positive feedback mechanism and Fermi surface topological change
围绕不连续（一阶）磁相变，材料对小场应用的强热响应被广泛研究，以发展固态制冷。通常，强磁结构耦合驱动这样的转变，并且伴随的显著滞后显著地降低冷却性能。在这种情况下，我们描述了一个纯粹的电子机制，飞行员的一阶顺磁-铁磁过渡的二价镧系化合物，并解释了巨大的非滞后磁热效应最近发现的Eu $_2$在化合物。巡游价电子的磁性与局域$f$ -电子磁矩的铁磁有序性之间存在正反馈，表现为费米面的拓扑变化。这种电子机制的起源直接源于Eu的二价性，这解释了Gd $_2$ In中没有类似的不连续跃迁。
2020-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization, dielectric and thermal studies in the double perovskite polycrystalline compound Tm2CoMnO6
本文综合研究多晶 Tm2CoMnO6 的结构、磁、介电和热性质，揭示其一级磁转变、低温变磁行为、可能的磁结构耦合及显著本征磁热效应。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Mixed Magnetism for Refrigeration and Energy Conversion
磁性材料中晶格自由度和自旋自由度之间的有效耦合可以用于制冷和能量转换。这种耦合在表现出巨磁热效应的材料中得到增强。第一性原理电子结构计算揭示了六方晶系MnFe（P，Si）磁性的一种新形式：交替原子层中强磁性和弱磁性共存。Fe层的弱磁性（在居里温度下局部磁矩的消失）导致与晶格的强耦合，而相邻Mn层中的强磁性确保居里温度足够高以使得能够在室温和高于室温下操作。改变这些磁性亚晶格上的组成给出了调整工作温度并实现强烈降低不期望的热滞后的手柄。通过这种方式，我们设计了基于大量可用元素的新型材料，这些元素具有与高效制冷或能量转换循环的要求相匹配的特性。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hyperfine Interactions in MnAs studied by Perturbed Angular Correlations of $γ$-Rays using the probe $^{77}$Br$\rightarrow^{77}$Se and first principles calculations for MnAs and other Mn pnictides
MnAs化合物在$_C\approx42$ C处表现出一级跃迁，在$_t\approx120$ C处表现出二级跃迁。一阶转变，结构（六方-正交），磁性（FM-PM）和电导率的变化，与磁热，磁弹性，和磁阻效应。我们报告了一项研究，在一个大的温度范围从$-196$到$140$ C，使用$γ-γ$扰动角相关方法与放射性探针$^{77}$ Br $\rightarrow^{77}$ Se，在ISOLDE-CERN设施。电场梯度和磁超精细场的确定跨第一和第二阶相变，包括纯和混合相制度在冷却和加热循环。第一阶相变的温度不可逆性被局部地看到，在超精细场的纳米尺度灵敏度下，通过其滞后，详细描述和补充用宏观测量（磁化和X射线粉末衍射）获得的信息。为了解释结果，超精细参数获得与第一原理自旋极化密度泛函计算使用广义梯度近似与全势（L）APW+lo方法（\textsc{Wien2k}代码），考虑Se探针在Mn和As的网站。一个明确的分配探针的位置在作为网站的状态和局部磁矩的计算密度和补充。我们模拟化学性质相似的MnSb和MnBi化合物的电子和磁性，补充以前的计算。
2014-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Slow spin dynamics and quantum tunneling of magnetization in the dipolar antiferromagnet DyScO$_3$
本文通过经典的Monte-Carlo计算支持的直流和交流磁化测量，对类Ising偶极反铁磁体DyScO $_3$ \的静态和动态磁性进行了全面的研究.我们的交流磁化率数据表明，在$T^* = 10$ K下，磁动力学表现出明显的交叉，从类Arrhenius制度到量子磁化隧道（QTM）。低于$T_{\mathrm{N}} = 3.2$ K DyScO $_3$订单在反铁磁$GxAy$型磁性结构和磁化动力学减慢到分钟的时间尺度。低温磁化曲线表现出复杂的滞后行为，这强烈地依赖于磁场扫描速率。我们证明了磁化曲线上的低场异常与变磁转变有关，而在较高场的磁滞现象是由强磁热效应引起的。我们的理论计算，其中考虑到Dy $^{3+}$矩之间的偶极相互作用，再现DyScO $_3$的磁行为的基本特征。我们证明，DyScO $_3$代表了一个罕见的例子，无机化合物，表现出QTM在单离子水平和磁秩序，由于经典的偶极相互作用。
2022-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-5: Inhomogeneous magnetoelectronic effect in a conductor
磁性晶体中的空间不均匀性会引起电极化的强度，这就是所谓的非均匀磁电效应。类似地，由于载流子浓度的空间不均匀性，导电多铁性材料中的非均匀磁电效应引起空间不均匀的磁矩和自旋分布。在这项研究中，我们提出了实验证据的非均匀磁电效应在Py/p-Si层状结构。Py/p-Si层状结构由于挠曲电子载流子掺杂和拓扑声子的叠加而表现出电子多铁性。它引起自旋密度和磁矩的空间调制，这是使用霍尔效应测量发现的。发现载流子密度和载流子类型是空间坐标和磁场方向的函数。观测到的调制也可以解释为波长为~142 μ m的无公度SDW。非均匀的磁电子效应也会引起磁热效应，在磁阻测量中利用热滞效应揭示了这一现象。这是第一个实验证据的非均匀磁电效应，这是电子对应的磁电效应。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and magnetic properties of 3d-4f double perovskite material
双钙钛矿基磁体，其中出现的自由度之间的挫折和竞争起作用，可以导致新的电子和磁现象。本文报道了一种有序双钙钛矿材料Ho 2CoMnO 6的电子结构和磁性。在具有一般类A_2BB ′ O_6的双钙钛矿中，八面体B和B ′-位具有不同的晶体学位。Rietveld精修的XRD数据表明，Ho 2CoMnO 6晶体在单斜P21/n空间群。X射线光电子能谱学证实了该材料中存在的阳离子的电荷状态。由于Co ~（2+）和Mn ~（4+）磁矩之间存在超交换作用，在Tc ~ 76 K范围内，样品的磁化强度和比热随温度的变化呈现长程铁磁有序。此外，在5 K下的磁化等温线示出了确认这种双钙钛矿的铁磁行为的磁滞曲线。我们观察到一个重入玻璃态在中间温度制度，这是由于固有的反位无序和竞争相互作用。一个大的磁热效应已被观察到远低于铁磁转变温度。温度依赖的拉曼光谱研究支持自旋-声子耦合和短程有序的存在下，Tc以上的双钙钛矿。通过电子结构计算进一步分析了磁有序和电荷态的稳定性。后者还推断该化合物是窄带隙绝缘体，其带隙出现在下部和上部Hubbard Co-d子带之间。我们的结果表明，自旋晶格中的反位无序和复杂的3d-4f交换相互作用解释了这种有前途的双钙钛矿材料中观察到的电子和磁性。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
