Reply to a Comment of M. Continentino on "Universally diverging Gruneisen parameter and the magnetocaloric effect close to quantum critical points"
我们表明,评论[cond-mat/0408217] Continentino对我们最近的论文[PRL 91,066404(2003),cond-mat/0212335]得出不正确的结论,因为该评论错误地从接近经典相变的有效结果外推到量子临界状态。
2004-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect and critical behavior near the paramagnetic to ferrimagnetic phase transition temperature in TbCo2-xFex
用直流磁化强度测量方法研究了TbCo_(2-x)Fe_x的磁热效应,在TbCo_(2-x)Fe_x中掺入Fe后,不仅磁转变温度被调至室温,而且磁热效应的工作温度范围从TbCo_(2-x)Fe_(0.1)的50 K提高到95 K。TbCo_(1.9)Fe_(0.1)的最大磁熵变(-ΔSM)为3.7 J kg ~(-1)K ~(-1),磁场变化为5 T时,TbCo_(1.9)Fe_(0.1)的磁熵变(-ΔSM)为3.7 J kg ~(-1)K ~(-1),是一种很有前途的室温磁制冷材料.随温度变化的中子衍射研究表明,结构相变(从立方相到菱面体相,随着温度的降低),这是与磁性相变和这些转变扩大Fe替代。为了研究顺磁到亚铁磁相变的性质,我们进行了临界指数研究。从临界指数的推导值,我们得出结论,TbCo 2属于3D海森堡类与短程相互作用,而Fe替代,它倾向于平均场与长程相互作用。临界指数的推导值代表了ΔSM依赖于场的唯象普适曲线,表明TbCo 2和TbCo 1. 9 Fe 0. 1属于两个不同的普适类。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Universally Diverging Gruneisen Parameter and the Magnetocaloric Effect Close to a Quantum Critical Point"
Zhu et al. [L. Zhu等人,物理修订版信函91,066404(2003)],获得了接近量子临界点(QCP)的Gruneisen比的发散。结果表明,当QCP的有效维数大于上临界维数(d+z >4)时,它们的结果与热力学Escherichfest方程不一致。我们讨论这种不一致的原因。
2004-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Complex ferromagnetic state and magnetocaloric effect in single crystalline Nd_{0.7}Sr_{0.3}MnO_{3}
通过测量磁场诱导的绝热温度变化研究了Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}单晶的磁热效应。为了理解这种不寻常的磁热效应,我们调用报告的{55}^Mn自旋回波核磁共振,电子磁共振和偏振拉曼散射测量Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}。我们发现,这种效果是一种表现形式的双交换机制和相关性之间的竞争所产生的耦合自旋和晶格的自由度,从而导致在一个复杂的铁磁状态。研究了Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}在居里温度附近的临界行为,研究了耦合自由度的影响.我们发现,在低场的一个复杂的行为,其中的过渡的顺序不能被固定,并在高场的二阶行为。
2007-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Abrupt field-induced transition triggered by magnetocaloric effect in phase-separated manganites
分析了低温下相分离锰氧化物中超尖锐场致相变的发生。实验结果表明,磁化强度和比热阶跃式转变低于5 K与样品温度的突变,这发生在一定的临界磁场。这种温度上升,磁热效应,被解释为在转变点处释放的能量所产生的,并且是理解突然场致转变存在的关键。结果的定性分析表明,存在一个临界增长率的铁磁相,超过该雪崩效应被触发。
2004-04-15 cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetic criticality and magnetocaloric response in MnBi$_2$Te$_4$ and MnBi$_4$Te$_7$
Department of Physics, Indian Institute of Technology Delhi(印度理工学院德里分校物理系)
研究揭示MnBi₂Te₄和MnBi₄Te₇的磁临界行为差异,发现结构层状调控磁相变与磁卡效应。
2026-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cluster glass behavior and magnetocaloric effect in the hexagonal polymorph of disordered Ce$_2$PdGe$_3$
Gdansk University of Technology(格但斯克理工大学);A. Chełkowski Institute of Physics, University of Silesia in Katowice(卡托维兹西里西亚大学A.切科夫斯基物理研究所);Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院分子物理研究所)
研究六方型Ce₂PdGe₃的团簇玻璃行为及磁卡伦效应,发现其冻结温度为3.44K,与之前描述的四方型不同,且磁熵变达2.6J kg⁻¹K⁻¹。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and universal magnetocaloric behavior of rare-earth substituted DyFe0.5Cr0.5O3
本文报道了稀土元素(R=Gd,Er和La)部分取代Dy位对混合金属氧化物DyFe_(0.5)Cr_(0.5)O_3的磁性能和磁热性能的影响。结构研究表明,稀土元素部分取代Dy位对晶体结构的影响很小。磁性和热容量的研究表明,在121 K附近观察到的DyFe0.5Cr0.5O3的磁性转变保持不变,稀土替代,而较低的磁性转变温度被抑制/增强磁性/非磁性替代。在所有这些化合物中,二级性质的磁性转变证实了由Arrott图。与DyFe_(0.5)Cr_(0.5)O_3相比,磁性稀土替代使磁熵变和相对冷却功率增大,而非磁性稀土替代使磁熵变和相对冷却功率减小。在所有这些化合物中,磁熵变遵循磁场的幂律依赖性和指数n的值指示在反铁磁状态下的铁磁关联的存在。一个唯象的通用主曲线也构造了所有的化合物通过归一化的熵变与重新标度的温度使用一个单一的参考温度。该主曲线还重申了这种混合金属氧化物中磁性相变的二级性质。
2017-12-18 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
Multiple magnetic transitions and magnetocaloric effect in Gd1-xSmxMn2Ge2 compounds
研究了Gd_(1-x)Sm_xMn_2Ge_2多晶样品的磁性和磁热性质。除GdMn_2Ge_2外,所有化合物均表现出重入铁磁行为。在这些化合物中观察到的多个磁转变解释的基础上的稀土和Mn亚晶格的交换强度的温度依赖性。磁热效应在重入铁磁转变时为正,而在反铁磁转变时为负。在SmMn_2Ge_2中,与重入相变相关的磁熵变随场的增加而减小,这是由于晶场能级的混合效应.等温磁熵变随Sm掺杂浓度的增加而减小。
2007-02-05 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
Magnetic and magnetotransport behavior of RFe5Al7 (R= Gd and Dy): Observation of re-entrant inverse-magnetocaloric phenomenon and asymmetric magnetoresistance behavior
我们比较和对比的Gd和Dy的稀土(R)系列RFe 5Al 7,在ThMn 12结构,已知的顺序反铁磁结晶成员的磁性,磁热和磁阻性能。在其他观察中,我们想强调以下新发现:(i)Dy化合物的等温熵变(Δ S)与温度(T)的关系存在多重符号交叉;除了在双磁子晶格系统中已知的磁补偿点处的零Δ S之外,在低温下还存在附加的符号交叉,就好像存在一种重入逆磁热现象。在磁阻数据中也可以观察到相应的符号反转。(ii)磁阻与磁场的关系曲线被发现是高度不对称的,对于两种化合物,磁场(H)的方向反转远低于TN,类似于已知的反铁磁隧道结。我们将这些归因于T和H引起的R和Fe磁矩自旋取向的微妙变化。
2015-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mechanical properties of the magnetocaloric intermetallic LaFe11.2Si1.8 alloy at different length scales
在这项工作中的磁热金属间化合物LaFe 11.2Si 1.8合金的整体和局部的机械性能进行了研究,通过不同的测试和表征技术相结合,以阐明在最近的文献中的部分矛盾的数据。进行宏观压缩试验以阐明整体断裂行为并对其进行统计学评估。LaFe11.2Si1.8表现出脆性行为,断裂应变低于0.6%,并且断裂应力广泛分布在180-620 MPa之间,导致威布尔模量m = 2至6。局部的机械性能,如硬度和杨氏模量,主相和第二相的纳米压痕和维氏显微硬度测试检查。估计至少2GPa的主磁热相的本征强度。通过压缩试验获得的显著较低的值归因于孔隙、微裂纹和第二相的不利影响。压痕引起的裂纹的显微镜检查表明,韧性α-Fe沉淀物作为裂纹的crystorator,而预先存在的裂纹在富La沉淀物提供了许多“薄弱环节”的灾难性断裂的开始。通过揭示宏观多相样品的力学行为与单相的局部力学性能之间的相关性,扩展了对La(Fe,Si)13合金力学可靠性的理解。
2019-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Oscillating magnetocaloric effect of a 2D non-relativistic diamagnetic material
在磁性材料中,具有铁磁特性的磁性材料是迄今为止在磁热效应应用方面研究最多的材料。近年来,抗磁性材料受到了前所未有的关注,并发现了类似于de Haas-van Alphen效应的振荡行为,本文详细描述了二维非相对论材料的磁热性质(例如,金薄膜),其中振荡取决于互易磁场$1/B$,比较了几种情况下每个电子的磁熵变,发现石墨烯的磁熵变为$\approx10^{-1}$ k $_{\text{B}}$(@109.3 K),二维金的磁熵变为$\approx10^{-5}$ k $_{\text{B}}$(@0.7 K),三维金的磁熵变为$\approx 10^{-7}$ k $_{\text{B}}$(@0.7 K).
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Field induced crossover in critical behaviour and direct measurement of the magnetocaloric properties of La0.4Pr0.3Ca0.1Sr0.2MnO3
La_(0.4)Pr_(0.3)Ca_(0.1)Sr_(0.2)MnO_3是一种有潜力的室温磁制冷材料。X-射线粉末衍射结果表明,该化合物为正交晶系,空间群为Pnma。通过X射线光电子能谱学和离子束分析证实了其电子和化学性质。在室温附近(289 K)观察到二阶顺磁到铁磁的转变,在低场下表现出类似平均场的临界行为,在高场下表现出类似三临界平均场的行为.临界行为中的场诱导交叉是系统接近一阶磁转变与局部晶格畸变的磁场诱导抑制相结合的结果。晶格畸变由Mn离子的相互连接和弱畸变对组成,其中每对共享一个电子和一个空穴,在Mn 3+晶格位点处由大的Jahn-Teller畸变分散。观察到了一个相对较高的等温熵变值(2 T时为3.08 J/kg-K),绝热温度变化的直接测量表明,当磁场变化为1.9 T时,温度变化为1.5 K。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric properties and critical behavior of Co$_2$Cr$_{1-x}$Mn$_x$Al Heusler alloys
研究了$_2$-$_x$-Al($x=$ 0.25,0.5,0.75)-Heusler合金在铁磁(FM)转变(T $_{\rm C}$)过程中的磁热效应和临界行为. Rietveld精修的X射线衍射图显示出单相立方结构的所有样品。随温度变化的磁化率$χ$(T)数据显示居里温度和有效磁矩随Mn浓度的系统性增强,这与Slater-Pauling行为一致。M(H)等温线也表现出FM有序性,$χ$(T)数据分析表明相变的性质为二级,熵曲线的标度和Arrott图进一步支持了这一点。有趣的是,Mn替代导致磁熵变的增加,因此对于多级磁制冷机应用而言,导致较大的相对冷却功率。为了理解磁相变的本质,我们分别用修正的Arrott图和临界等温线分析法测定了$x=$ 0.75样品的临界指数$β$,$γ$,$δ$,并分别用Kouvel-Fisher方法和Widom标度关系进一步证实了这一点.计算结果表明,估计值$β=$ 0.507,$γ=$ 1.056,$δ=$ 3.084与平均场理论值接近。对应于这些指数值的重整化等温线(m vs h)坍缩成两个分支,高于和低于T $_{\rm C}$,这验证了我们的分析。我们的结果表明,存在长程FM相互作用,它的衰减速度比幂律为$J(r)\sim r^{-4.5}$的三维平均场理论。
2019-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and magnetocaloric effect of $\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$
本文报道了一种新的多晶化合物$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的结构、磁性和磁热效应。本发明化合物以$\mathrm{Mg_2Ni_3Si}$型菱形Laves相(空间群$R\overline{3}m$,hR 18)结晶。通过直流磁化强度测量研究了$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的磁性能和磁热效应。磁化强度的温度依赖性表明,该化合物具有铁磁行为,$T_C$ $=$为56 K.磁化强度的场依赖性表明,$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$是一个软铁磁体。在磁场变化为0-9 T时,得到的等温磁熵变($ΔS_m$)为12.74 J/kg-K,制冷量(相对功率制冷量)为497(680)J/kg。归一化$ΔS_m$的Arrott图和普适曲线表明该化合物发生了二级铁磁相变
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Landau-Lifshitz-Bloch simulations of the magnetocaloric effect in continuous ferromagnetic-paramagnetic transitions
Universidad de Valladolid(巴利亚多利德大学);ICMSE-CSIC, Universidad de Sevilla(塞维利亚大学凝聚态物质物理多学科能源科学单元(ICMSE-CSIC));Universidad de Salamanca(萨拉曼卡大学)
基于Landau-Lifshitz-Bloch方程研究铁磁材料在居里转变附近的磁卡效应,通过微磁学模拟分析复杂微结构材料的性能。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic interactions and magnetocaloric effect in (La0.5Pr0.5)0.6Ba0.4MnO3: Effect of A-site co-doping
我们报告的结构,磁性和磁热性能的多晶(La0.5Pr0.5)0.6Ba0.4MnO3(LPBMO),这是由一个传统的固态反应方法制备。LPBMO在居里温度TC ~ 277 K附近发生了从顺磁到铁磁的二级相变。当磁场变化为5 T时,最大磁熵变为~ 3.22 J kg-1 K-1.基于改进的Arrott图和迭代Kouvel Fisher方法,确定了一组临界指数(beta = 0.514,gamma = 1.164,和delta = 3.265)。这些值接近于TC以下长程相互作用平均场模型和TC以上短程相互作用3D-伊辛模型的预期值。分析和讨论了A位共掺杂(La,Pr)对LPBMO磁性和磁热性能的影响。
2019-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance and magnetocaloric effect above 70 K in Gd2Co2Al, Gd2Co2Ga and Gd7Rh3
研究了磁有序Gd基化合物Gd_2Co_2Al、Gd_2Co_2Ga和Gd_7Rh_3在TC= 78 K、TC= 76 K和TN= 140 K时的电阻率、磁化强度和热容随温度和磁场的变化关系。所有这些化合物被发现显示出大的磁电阻(负号)在顺磁状态在相当高的温度下,在各自的磁有序温度的幅度峰值。从这些数据得到的熵推断,磁热效应中存在相应的行为。
2005-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocrystalline Anisotropy and Magnetocaloric Effect Studies on the Room-temperature 2D Ferromagnetic Cr$_4$Te$_5$
通过对层状铁磁Cr-$_4$-Te-$_5$单晶的磁化等温线进行临界行为分析,对层状铁磁Cr-$_4$-Te-$_5$单晶的磁各向异性和磁热效应进行了深入的研究.通过修正的Arrott图确定了居里温度为$T_C \approx 340.73(4)$ K的临界指数$β$ =0.485(3)、$γ$ =1.202(5)和$δ$ =3.52(3)。我们观察到一个大的磁晶各向异性KPDMATHABMS =330 kJ/ $m^3$在3 K,随着温度的升高而逐渐降低。当磁场平行于$\it{ab}$面时,在$T_C$附近,最大熵变$ΔS_{M}^{max}$和相对冷却功率RCP分别为2.77 $J/kg-K$和88.29 $J/kg$.重新标度的$ΔS_M (T, H)$数据测量在不同的温度和领域崩溃成一个单一的通用曲线,确认在这个系统中的二级磁转变。通过重整化群理论分析,我们发现自旋耦合是3D海森堡型的$\{d:n\}=\{3:3\}$,长程交换作用衰减为$J (r) = r^{-(d+σ)}= r^{-4.71}$ .
2022-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Reactive single-step hot-pressing and magnetocaloric performance of polycrystalline Fe$_2$Al$_{1.15-x}$B$_2$Ge$_x$Ga$_x$ ($x=0, 0.05$) MAB phases
本研究通过反应式单步热压制备近单相铁基MAB相磁热材料,Ge/Ga掺杂可调控其磁性能,提升磁热效应,该方法更易规模化,为室温低成本磁制冷应用提供了有潜力的材料方案。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Applicability of scaling behavior and power laws in the analysis of the magnetocaloric effect in second-order phase transition materials
近年来,普适标度在磁热材料的研究中重新受到关注。它已被应用于各种各样的纯元素和化合物,从稀土基材料到过渡金属合金,从块状晶体样品到纳米颗粒。因此,有必要量化的限制范围内的标度定律将仍然适用于磁热研究。为了这个目的,一个三重的方法已经遵循:a)居里温度范围从46到336 K的一组材料的磁热响应已被建模与平均场布里渊模型,b)Gd的实验数据进行了分析,和c)的3D-伊辛模型--这是超越平均场近似-已经研究。通过这种方式,我们可以证明,在这项工作中提取的结论是模型无关的。结果表明,当外加磁场的磁能为居里温度下的热能的8%时,普适标度仍然适用。在这个范围内,预测的偏离比例定律保持低于仔细进行实验的实验误差范围。因此,对于居里温度接近室温的材料,居里温度下的标度定律将适用于常规磁性实验室($\sim 10$ T)可获得的磁场范围,远高于磁热器件通常可获得的磁场。
2016-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Specific heat and magnetocaloric effect in Pr1-xAgxMnO3 manganites
研究了Pr_(1-x)Ag_xMnO_3(x=0.05-0.25)在交变磁场中的磁热效应。弱掺杂样品(x=0.05)在低温(~80 K)下磁热效应的符号逐步反转。这种反转是由于铁磁相和倾斜反铁磁相共存,具有不同的临界温度。
2010-10-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rotating magnetocaloric effect in the ferromagnetic Weyl semi-metal Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$
旋转磁热效应(RMCE)是近年来磁制冷技术的一个热点,它是通过在固定磁场中使各向异性磁热材料从一个方向旋转到另一个方向来实现制冷的。在这项工作中,我们报告的各向异性磁热性能的铁磁Weyl半金属Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$的磁场$H\parallel c$轴和$H\parallel ab$平面的单晶。我们观察到一个显着的($2$的因素)在两个方向上测量的磁热效应之间的差异。旋转磁热效应已被提取,通过采取不同的磁熵变($ΔS_{M}$)在两个晶体学方向施加的领域。在对$ΔS_{M}$的标度分析中,重新标度的$ΔS_{M}(T,H)$与降低温度的$θ$曲线塌缩成单一的普适曲线,表明在174 K下从顺磁相到铁磁相的转变是二级转变。利用$ΔS_{M}$和相对冷却功率RCP的幂律关系,计算了$β$和$γ$的临界指数,与最近对该化合物\cite{Yan2018}的临界行为研究结果一致.
2019-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetic phase transition and magnetocaloric effect in PrCo9Si4 and NdCo9Si4
PrCo_9Si_4和NdCo_9Si_4在24K附近具有一级铁磁相变。我们对该化合物进行了进一步表征,通过在低温下在磁场存在下的磁化强度、热容和电阻率测量,特别是探测磁热效应和磁阻。发现化合物在低温下表现出相当适度的磁热效应,在居里温度处达到峰值,跟踪磁电阻的行为。磁转变的性质似乎不是一阶的。
2007-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric Effect and Magnetic refrigeration: analytic and numeric study
这项工作的目的是提出一个分析和数值研究的磁热效应(MCE)提供现实的建议,应选择在室温附近的新的冰箱电器的设计材料。从包含交换相互作用、单离子各向异性和外加磁场项的自旋哈密顿量出发,计算了给定温度下的配分函数,导出了磁化强度、磁熵和比热等相关物理量,并分析了它们随自旋、交换和各向异性等原子参数的变化规律.使用我们自己开发的数值程序,我们能够更好地阐明每个微观参数的作用,以加强相对冷却功率(RCP),并产生制冷剂化合物的最佳性能。这种方法可以扩展到复合材料,在室温下强调一个巨大的MCE。关键词磁制冷,磁热效应,能量效率,自旋哈密顿量
2017-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions drive the magnetocaloric tunability in Gd55Co30NixAl15-x microwires
以Gd 55 Co 30 NixAl 15-x(x = 10,5和0)非晶微丝为模型系统,研究了多种磁相互作用对Gd合金微丝系统磁性和磁热行为的影响。我们的研究表明,除了RKKY铁磁(FM)相互作用(Gd-Gd),反铁磁(AFM)相互作用(Gd-Co,Gd-Ni)共存,并有助于系统的磁和磁热响应。Al元素对FM Gd-Gd相互作用的稀释作用是导致居里温度(TC)降低的原因,而饱和磁化强度(MS)的增加则源于AFM Gd-Ni相互作用的降低。一个彻底的分析表明,临界指数的AFM相互作用的存在下,阻碍了系统表现出远距离FM低于TC的顺序。调整这些相互作用,以保持大的制冷剂容量(RC),同时调整TC在很宽的温度范围内,这是理想的主动磁制冷。
2021-04-05 cond-mat.mtrl-sci
An indirect magnetic approach for determining entropy change in first-order magnetocaloric materials
考虑相变过程中相分数的影响,基于Clausius-Clapeyron(CC)方程,提出了一种改进的一级磁热材料等温熵变测定方法.结果表明,对于Ni-Mn-Sn Heusler合金,该方法计算的等温熵变值与麦克斯韦关系式(MR)计算的等温熵变值非常吻合,表明Ni-Mn-Sn Heusler合金通常表现为弱场诱导相变行为。与磁共振法相比,该方法只需少量的热磁测量就能得到满意的结果。更重要的是,我们可以消除等温熵变的高估来自MR,这总是存在于Ni-Co-Mn-In和MnAs系统的情况下,具有显着的场诱导转变。这些结果证实了这种基于CC方程的方法是非常实用的,并且在消除虚假尖峰和降低测量成本方面优于基于MR的方法。
2015-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetocaloric effect in Gd4Co3
由于磁场的等温变化,Gd_4Co_3在300 K以下有较大的熵变(Δ S),在TC= 220 K附近达到峰值,其制冷量高于Gd。值得注意的是,等温磁化是非滞后的-一个重要的标准,磁制冷没有损失。Δ S的行为也进行了比较的磁阻。
2008-06-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect near room temperature in chromium telluride (Cr2Te3)
本研究发现碲化铬(Cr2Te3)在近室温下具有增强的磁卡效应,在0.1 T磁场下磁熵变达2.36 J/kg-K,制冷容量为160 J/kg,并通过DFT计算验证了其磁性与结构相变。
2024-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Critical behavior and magnetocaloric effect in Tsai-type 2/1 and 1/1 quasicrystal approximants
本研究成功合成两种具有铁磁长程有序的Tsai型五元1/1和2/1准晶近似晶体,通过标度原理与KF关系分析发现其临界行为类似平均场,并证实团簇内磁相互作用对临界行为和磁熵变具有显著作用。
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and magnetocaloric properties of La$_{0.6}$Ca$_{0.4}$MnO$_{3}$ tunable by particle size and dimensionality
锰氧化物由于具有磁电阻、自旋玻璃行为和超顺磁性等独特的磁性而受到人们的广泛关注。近年来,一些研究指出,这些化合物的颗粒尺寸和维数对其磁性的影响。特别是LaCaMnO材料的研究,在体材料方面进行了很好的探索。为了克服信息的缺乏,我们成功地制备了先进的纳米结构的La $_{0.6}$ Ca $_{0.4}$ MnO $_{3}$锰氧化物,即纳米管和纳米颗粒,通过使用溶胶-凝胶改性的方法,以确定尺寸颗粒对磁性的影响。在较宽的温度范围内研究了锰氧化物的晶体结构、磁性和磁热性能。透射电子显微镜显示纳米粒子的尺寸从45至223 nm,这取决于煅烧温度。发现可以通过调整颗粒尺寸来优化磁性和磁热性质;例如,通过减小颗粒尺寸来加宽磁性转变。我们报告了这些样品的相对冷却功率(RCP);发现对于223 nm颗粒(508 J/Kg)观察到最佳RCP。最后,本文的工作有助于研究不同形貌纳米结构体系的磁性和磁热势。
2015-08-13 cond-mat.mtrl-sci
The effect of hydrogen on the multiscale mechanical behaviour of a La(Fe,Mn,Si)13-based magnetocaloric material
磁热冷却提供了提高制冷设备效率的潜力,从而减少了与冷却过程相关的大量二氧化碳排放。部署该技术的关键问题是磁热材料在加工和操作期间的机械降解,导致有限的使用寿命。采用多晶试样的宏观弯曲试验和单晶试样的原位微柱压缩试验研究了氢化La(Fe,Mn,Si)13基磁热材料的力学性能。量化了氢化对机械性能的影响。通过透射电子显微镜和原子探针断层扫描来揭示晶格中氢原子的排列,有助于理解变形/失效机制。结果表明,该材料的本征强度为~3-6 GPa,并依赖于晶体取向。单晶在压缩载荷下沿特定晶面表现出剪切。氢通过促进穿晶断裂劣化La(Fe,Mn,Si)13的强度。氢对单晶的弱化作用是各向异性的;在平行于{111}晶面的剪切时,氢的弱化作用是显著的,但当剪切面是{001}取向时,氢的弱化作用可以忽略不计。APT分析表明,这与氢原子在{222}面上的紧密排列有关。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Phase Shift in AC Magnetocaloric Effect Measurements as an Indicator of the Order of Magnetic Phase Transitions
本研究发现弱交变磁场与磁热响应之间的相移可区分一级与二级磁相变,并证明其源于一般临界动力学理论。
2023-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic entropy change of ErAl2 magnetocaloric wires fabricated by a powder-in-tube method
我们报告的ErAl 2磁热线的制造粉末管法(PIT)和磁熵变的评价,通过磁化测量。ErAl 2 PIT线的磁熵变表现出类似的行为,而其幅度是减少的体积分数的ErAl 2由于周围的非磁性鞘减少。我们发现,另一种效果降低了磁熵变的ErAl 2 PIT线周围的居里温度,并讨论其可能的起源方面的ErAl 2的磁性能和鞘材料的机械性能之间的相关性。
2020-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced magnetocaloric effect in frustrated magnetic molecules with icosahedral symmetry
我们研究了某些反铁磁自旋系统的磁热性质,这些系统已经被合成或很可能被合成为磁性分子。事实证明,这是目前在反铁磁体,包括角共享三角形的特殊几何挫折导致增强的磁热效应与高冷却速率的饱和场附近。这些发现进行了比较,一个简单的无阻自旋环的行为,以及与二十面体的属性。令我们惊讶的是,对于二十面体也可以实现大的冷却速率,但由于不同类型的几何挫折。
2007-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A study of the magnetocaloric behavior of Dy-substituted YMn$_2$O$_5$ compounds
本文研究了Dy取代YMn2O5的磁性和磁卡特性,发现其在13 K附近具有大磁卡效应,且制冷容量高于单晶样品,是低温氢氦液化等领域的理想磁制冷剂候选材料。
2024-01-02 cond-mat.mtrl-sci
The influence of Ga doping on magnetic properties, magnetocaloric effect, and electronic structure of pseudo-binary GdZn1-xGax (x = 0-0.1)
研究通过Ga掺杂探讨GdZn1-xGax的磁性、磁致冷却效应及电子结构变化,揭示长程磁有序并开发平均场理论模型解释其行为
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect for the altermagnetic candidate MnTe
本研究实验探究了MnTe反铁磁体单晶在远低于奈耳温度的自发自旋极化转变中的磁热效应,通过麦克斯韦关系计算等温磁熵变,在81K附近观测到窄熵变峰与磁化突变,证实了自旋轨道诱导自旋极化的预测。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Magnetocaloric Properties of a C$_{20}$ Fullerene Structure: Monte Carlo Study
本研究通过蒙特卡罗模拟研究了混合自旋2和3/2的富勒烯C$_{20}$体系的磁性与磁热性质,发现亚铁磁和铁磁相稳定,且自旋相互作用增强可提高居里温度至$t_C=3$,并计算了相对制冷能力。
2024-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional behavior of Mn-site doped antiferromagnetic Mn$_5$Si$_3$ alloys
本工作报告了对Ni和Cr掺杂的Mn $_5$ Si $_3$合金的磁电阻和磁热行为的详细研究,该合金具有通式Mn $_{5-x}$ A $_x$ Si $_3$(其中A = Ni/Cr; $x$ = 0、0.05、0.1和0.2)。纯的(未掺杂的)和掺杂的合金都显示出相当大的磁阻(MR)。在Mn位掺杂,无论是由Ni和Cr,在MR值的单调下降的结果。磁热效应(MCE),另一方面,被发现是有趣的,和所有的合金显示常规和逆MCE磁结构转变温度附近。在这两种类型的MCE观察到的,逆MCE被发现随着掺杂浓度的增加而减少,并与MR行为一致,而掺杂的结果在传统的MCE值显着增加。
2020-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Low field magnetocaloric effect and heat capacity of A-site ordered NdBaMn2O6 manganite
研究了A位有序锰氧化物NdBaMn_2 O_6的磁热效应。该化合物中的MCE具有异常行为。在低磁场下,观察到了正磁热效应和逆磁热效应之间的突变。在一个相对较强的磁场H=11 kOe的直接和逆效应只观察到在冷却,而加热模式揭示只有一个逆MCE。MCE的值(-ΔS=0.7 J/kg K和ΔS= 1.02 J/kg K,ΔH=11 kOe)没有达到很高的值,但在室温下发生的效应的接近预期在磁冷却技术中使用这两种效应。
2012-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetocaloric functional properties of $Sm_{0.6}Sr_{0.4}MnO_3$ manganite due to advanced nanostructured morphology
磁热效应(MCE)是制造新型、先进、无氟、低成本、环境友好型磁制冷机的关键概念。在几种潜在的材料中,$Sm_{0.6}Sr_{0.4}MnO_3$锰氧化物与所有其他已知的锰氧化物相比呈现出最高的MCE值之一;然而,其研究仅集中在块体材料上。为了克服这种信息的缺乏,我们成功地生产了先进的纳米结构,即纳米颗粒和纳米管突出的锰氧化物通过使用溶胶-凝胶改性方法。高分辨率透射电子显微镜显示纳米颗粒和纳米管直径分别为29 nm和200 nm;此外,该技术还表明纳米管的壁由直径为25 nm的纳米颗粒形成。的磁热势,$ΔS_M$与T曲线,纳米结构,它们是更广泛的比他们的散装对应。这增加了磁制冷机的有用温度范围。但由于超顺磁行为的上升,也观察到纳米管样品的不期望的M形轮廓。这些结果还证明存在纳米颗粒尺寸阈值,低于该阈值,使过渡更宽的优势不再有效。
2015-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Magnetocaloric Effect In CrTe1-XSex Alloys
采用传统的固相反应技术制备了CrTe 1-xSex多晶样品,并通过X射线衍射、温度和磁场相关磁化进行了表征。Rietveld精修揭示了两个阶段,在所有制备的样品中,一个次要的单斜相,随着硒浓度的降低,直到它消失了近10%的硒,和一个主要的六方相。在高温下,CrTe 1-xSex是顺磁性的,当x= 0.00、0.02、0.04、0.06、0.08和0.10时,在Tc ~332、320、318、310、299和295 K处发生铁磁相变。磁热效应分析(在H= 5 T)揭示了约8.3、7.9、8.2、9.1、9.2和8.5的最大磁熵变K),其中对于x= 0.00、0.02、0.04、0.06、0.08、0.09、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.01、0.0分别为0.10。临界行为分析表明,在Tc附近测得的磁等温线遵循三维平均场临界指数和二级相变。基于修正的Arrott和Kouvel-fisher图分析,严格迭代估计临界指数,对于x= 0.00、0.02、0.04、0.05和0.06,给出$β$ ~ 0.44、0.51、0.46、0.49、0.42、0.49和$γ$ ~ 1.02、1.00、0.99、1.08、1.07、0.96和1.01。分别为0.06、0.08和0.10。
2022-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Al-dependent electronic and magnetic properties of YCrO$_3$ with magnetocaloric application: an ab-initio and Monte-Carlo approach
本文通过铝诱导铬酸钇的磁性,展示了从电子效应到磁热效应的理论历程。在GGA+U方案下,用第一性原理计算方法研究了基态电子能带结构和态密度。从能量最小化的角度来看,铁磁结构比反铁磁结构更稳定。分别从平均场理论和密度泛函理论确定了相互作用常数和磁矩。采用Metropolis算法进行蒙特卡罗模拟,确定了临界温度($T_C$),与实验值基本一致。磁化强度随温度的变化表明,这些材料分别在~136 K、130 K、110 K和75 K发生顺磁-铁磁相变。测定了在不同外加磁场条件下材料的等温熵变($ΔS_M$)和绝热温度变化($ΔT_{ad}$)随温度的变化关系,并以此来衡量材料的磁热效率。在$T_C$附近计算的相对冷却功率(RCP)随着Cr浓度的降低从4.7 J/Kg变化到2.5 J/Kg。
2020-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetoresistance and magnetocaloric properties of NdRu2Ge2
发现多晶NdRu_2Ge_2在Tt=10 K和TN=19 K时经历了两次连续的磁转变。在反铁磁区的磁化等温线数据中检测到变磁性转变的证据。磁电阻(MR)的温度依赖性表明,在TN和Tt的MR的相对大小的变化相当大的磁场从10 kOe增加到30 kOe。此外,MR被发现是积极的低于9 K为30 kOe的领域,虽然材料是铁磁性在这些温度下。TN附近的负MR在30 kOe的磁场中最高值约为42%,而在50 kOe的磁场中,在3 K的磁场中正MR约为35%。与MR一样,TN和Tt处的磁热效应也表现出异常行为。在这些温度下的MCE的相对大小被发现随场的增加而变化。TN以下的高场(>10 kOe)磁态是复杂的,会产生一些类似反铁磁的涨落,影响MR和MCE行为。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous magnetocaloric effects in the quasi-one-dimensional antiferromagnet BaCo$_2$V$_2$O$_8$
Peking University(北京大学);Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学);Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences(中国科学院福建物质结构研究所)
研究准一维反铁磁体BaCo$_2$V$_2$O$_8$的磁热效应,通过角分辨测量和张量网络计算发现高场下存在反常温度极小值,为磁制冷提供了新的调控思路。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Analysis of the magnetic and magnetocaloric properties of ALaFeMnO6 (A= Sr, Ba and Ca) double perovskites
在以前的研究中,我们已经报道了双钙钛矿La2NiMnO6在室温磁热任务中具有不可忽视的潜力。为了进一步改善双钙钛矿材料的冷却性能和工作温度范围,本文报道了La_2MnFeO_6和AlaMnFeO_6(A = Sr,Ba,Ca)化合物的磁性能和磁热性能。X射线衍射(XRD)和Rietveld精修表明,La2MnFeO6(LMFO)和CaLaMnFeO6(CLMFO)样品均为正交晶系,空间群为Pnma。而BaLaMnFeO6(BLMFO)和SrLaMnFeO6(SLMFO)样品则为R3C空间群的菱面体结构。与LMFO相比,在LMFO中用Ba或Sr取代La导致居里温度(Tc)从BLMFO的150 K增加到SLMFO的350 K。此外,CLMFO显示出最小的Tc,低至70 K。观察到SLMFO和BLMFO具有类似铁磁的行为,而CLMFO的磁性与LMFO相似。这些掺杂的LMFO样品的结构参数和磁性能之间的明确联系被揭示,因为对于SLMFO观察到最高的Tc和最大的磁化强度,SLMFO也显示出最接近180°的键角和最小的键长,从而优化了超交换相互作用。事实上,Sr对La的部分取代导致在超过300 K的宽操作温度范围内的显著磁热效应。对于某些最佳生长条件,其熵变在异常大的温度范围内缓慢变化,这从实用的角度来看是明显有趣的。
2020-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Advanced magnetocaloric microwires: What does the future hold?
本文综述磁热微丝研究进展,指出其高表面积与良好力学响应可提升磁制冷运行效率,介绍层压结构微丝在MEMS/NEMS制冷的应用,同时讨论该领域的挑战与发展方向。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph