Influence of chemical substitution and sintering temperature on the structural, magnetic and magnetocaloric properties of La1-xSrxMn1-yFeyO3
本文探讨了化学取代和烧结温度对锰氧化物La1-xSrxMn1-yFeyO3结构、磁性和磁热性质的影响，通过调节Sr和Fe掺杂及烧结温度控制居里温度接近室温，从而优化室温附近的磁热效应。
2024-04-27 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
Tuning the Competing magnetic interactions in RTiGe (R = Tb, Er) Compounds and tailoring the Magnetocaloric effect
四元层状化合物TbTiGe和ErTiGe分别在276 K和39 K具有反铁磁性。在这两种化合物中用Mo部分取代Ti改变了磁相互作用，产生铁磁基态，这导致增强的磁热效应。在磁场变化为5 T时，ErTi0.85Mo0.15Ge的磁熵变为~10.5 J/kg/K，而在磁转变附近，ErTiGe的磁熵变为~0.8 J/kg/K。因此，这种层状材料的磁热性质可以通过合适的化学取代来调节。
2007-08-29 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
Influence of Ni substitution on the phase transitions and magnetocaloric effect of NdCo2 at cryogenic temperatures
Institute for Energy Technology (IFE)（能源技术研究所）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（亥姆霍兹德累斯顿-罗斯多夫中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；Paul Scherrer Institute (PSI)（保罗谢勒研究所）
研究镍掺杂对NdCo2相变及磁卡效应的影响，发现镍含量增加使相变温度降低，磁卡效应减弱。
2026-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Experimental exploration of ErB$_2$ and SHAP analysis on a machine-learned model of magnetocaloric materials for materials design
本研究实验测定了ErB$_2$的磁热性质，并利用SHAP分析揭示了机器学习模型预测稀土二硼化物磁熵变时的稀土依赖性与系统误差，以辅助材料设计。
2023-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of $(Fe_{1-x}Mn_x)_2AlB_2$ and the impact of substitution on the magnetocaloric effect
在这项工作中，我们调查的磁性结构的$(Fe_{1-x}Mn_x)_2AlB_2$固溶体四元化合物在$x = 0$到$1$范围内使用X射线和中子衍射，磁化强度测量，和平均场理论计算。虽然已知$Fe_2AlB_2$和$Mn_2AlB_2$分别是铁磁（FM）和反铁磁（AFM）的，但在本文中，我们集中于它们的固溶体的磁性结构，这不是很好理解的。在$x \approx 0.2$处，$Fe_2AlB_2$的FM基态变成倾斜的AFM，FM分量单调减小，直到$x \approx 0.5$。FM转变温度（$T_C$）随着$x$的增加而线性降低。磁矩和结构的这些变化反映在晶格参数的异常膨胀中，表明磁弹性耦合。最后，研究了固溶体的磁热性能。$x = 0.2$的等温熵变比$Fe_2AlB_2$小30%，而相对冷却功率大6%，这是由于转变的温度范围变宽。
2020-08-07 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
Room-temperature magnetocaloric effect in La0.7Sr0.3Mn1-xM'xO3 (M'=Al, Ti)
在高达6 T的磁场中，用磁化强度和热容测量方法，测量了La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（1-x）M '_xO_3（M' = Al，Ti）在室温及室温以上的磁熵和绝热温变。磁热效应在铁磁有序温度Tc处变得最大，通过Al或Ti替代Mn将其调谐到~300 K。虽然用Al替代Mn大大降低了熵变，但它大大延长了工作温度范围并提高了相对冷却功率。磁热效应似乎只有轻微的影响由Ti取代。虽然锰氧化物已被认为是磁制冷剂的潜力，在这些材料中的磁热效应是有限的，由于在Tc以上的短程铁磁相关的存在。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the giant inverse magnetocaloric effect in Mn2-xCrxSb compounds
研究了Mn_（2-x）Cr_xSb化合物的结构、磁性和磁热性能。在这些化合物中，从亚铁磁到反铁磁状态的一阶磁相变随着温度的降低而发生，从而产生巨大的逆磁热效应，其可以通过取代浓度的变化在宽的温度间隔上进行调谐。已经观察到高达7.5 J/kgK的熵变，并且对于几种不同的浓度/工作温度获得了与组合物无关的熵变，使得这些化合物成为复合工作材料的合适候选者。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between magnetism and magnetocaloric effect in RCo2-based Laves phase compounds
利用巡游电子变磁性（IEM）研究了RCo_2（R=Er，Ho和Dy）化合物在有序化温度下的一级磁转变。Co亚晶格磁性的内在不稳定性是导致IEM发生的原因，IEM导致了有趣的磁性和相关性质。系统研究了RCo_2基化合物的磁性能和磁热性能的变化，结果表明，磁体积效应在决定这些化合物的磁转变性质和磁热效应（MCE）方面起着决定性的作用。结果发现，由于磁体积效应所产生的自旋波动降低了这些化合物中IEM的强度，从而导致MCE的降低。大多数在Co位的取代被发现会导致一个积极的磁体积效应，导致初始的有序温度的增加。另一方面，施加压力会由于负磁体积效应而导致有序化温度降低。本文对RCo_2化合物在不同取代基和外加压力下的磁性能和磁热性能进行了比较研究。使用朗道理论对磁化数据的分析表明，朗道系数（B）和MCE之间存在很强的相关性。磁转变的顺序和MCE值的变化似乎支持最近提出的模型Khmelevskyi和Mohn的发生IEM在RCo 2化合物。
2006-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low Hysteresis in Giant Magnetocaloric Mn1-xVxFe(P,Si,B) Compounds
MnFe（P，Si，B）系统中较大的热滞后阻碍了热交换速率，从而限制了高频磁热应用。在Mn_（1-x）Fe_（0.95）P_（0.593）Si_（0.33）B_（0.077）和Mn_（1-x）Fe_（0.95）P_（0.563）Si_（0.36）B_（0.077）合金中，V取代Mn可降低合金的热滞后，这是由于降低了合金的潜热所致。引入V增加了场致转变温度偏移和每分子式单位的磁矩。因此，在不损失巨磁热效应的情况下获得热滞后的减小。结果表明，该合金具有超低的磁滞回线（0.7 K）和2.3 K的绝热温变，有望成为商用永磁体磁制冷机的候选材料。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric Effect in Nanostructured $La_{0.6}Sr_{0.4}Fe_{1-x}Co_{x}O_3$
Centro Atómico Constituyentes, CNEA（阿根廷原子能委员会）
研究了La₀.₆Sr₀.₄Fe₁₋ₓCoₓO₃纳米结构的磁卡效应，通过聚合物膜制备不同Co含量的样品，发现Co掺杂增强铁磁耦合，提高磁化率和居里温度，最大熵变达1.13 J/(kg K)。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
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
Room Temperature Magnetocaloric effect in CrTe1-xSbx Alloys
研究了Sb取代CrTe_{1-x} Sb_{x}（0 \leq x \leq 0.2）合金的磁热效应、相对冷却功率和晶体结构。XRD图谱的Rietveld精修表明，随着Sb取代量的增加，出现了具有P63/mmc（194）空间群的纯六方NiAs结构。我们检测到的基面a-晶格参数略有增加，与一个更大的减少在c轴。在50- 400 K温度范围内测量了磁性等温线。结果显示，最大熵变增加|S_{M}（T，H）|在~285- 325 K的温度范围内，Sb取代。此外，20%的Sb取代使RCP值增加约33%。这些研究结果表明，CrTe_{1-x} Sb_{x}合金可用于室温磁制冷，其纯度仅为纯Gd元素的一部分，是一种多孔型磁制冷材料。
2020-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Effect of Co and Fe on the inverse magnetocaloric properties of Ni-Mn-Sn
在某些组成下，Ni-Mn- $X$ Heusler合金（$X$：IIIA-VA族元素）经历马氏体转变，并且它们中的许多表现出逆磁热效应。在$X$为Sn的合金中，在Heusler合金中等温熵变最大，特别是在Ni $_{50}$ Mn $_{37}$ Sn $_{13}$中，对于5 T的磁场，其达到20 Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$的值。我们在该合金中用Fe和Co取代Ni，各自的量为1原子%和3原子%，以扰动电子浓度并检查磁热性质的变化。增加Fe和Co浓度两者导致马氏体转变温度降低，由此在两种组成下被Co取代或取代1原子% Fe导致磁热效应降低。另一方面，在具有3at% Fe的合金中的磁热效应导致在5 T下熵变值增加到约30 Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$。
2007-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect driven by first-order magneto-structural transition in cosubstituted Ni-Mn-Sb Heusler compounds: predictions from \textit{Ab initio} and Monte Carlo calculations
利用密度泛函理论和热力学模型[Physical Review B 86，134418（2012）]，在本文中，我们提供了一种方法来系统地筛选给定Heusler家族的化合物，以预测可以产生由一级磁结构转变驱动的巨磁热效应的化合物。我们将这种方法应用到两个Heusler系列Ni $_{2-x}$ Fe $_{x}$ Mn $_{1+z-y}$ Cu $_{y}$ Sb $_{1-z}$和Ni $_{2-x}$ Co $_{x}$ Mn $_{1+z-y}$ Cu $_{y}$ Sb $_{1-z}$，通过在Ni和Mn位点的共取代获得。我们预测了四个新的化合物，有潜力实现目标性能。我们的热力学参数的计算，相关的磁热应用程序，表明在预测的cosubstituted化合物的参数的改善可以是大的四倍相比，非化学计量的Ni-Mn-Sb和衍生的化合物在Ni网站，磁热效应已被实验观察到的单取代。这项工作建立了一个协议，以选择新的化合物，可以表现出大的磁热效应，并证明cosubstitution作为一种途径，更灵活的调谐器，以实现的结果，比现有的。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Nature of glassy magnetic state in magnetocaloric materials Dy5Pd2-xNix (x = 0 and 1) and universal scaling analysis of R5Pd2 (R = Tb, Dy and Er)
本文对Dy5Pd2和Dy5PdNi的磁性和磁热性质进行了系统的研究。我们对这些化合物的研究表明，它们表现出复杂的磁性行为，同时存在玻璃状磁性相。此外，在这些化合物的二级和一级相变，这是通过Arrott图和朗道参数分析验证。AC磁化率随着时间的依赖磁化强度的研究证实了存在的双簇玻璃状冻结在Dy5Pd2和Dy5PdNi。这些化合物显示出显着的等温熵变和相对冷却功率的值，这些值随着Ni的替代而增加。除了传统的磁热效应，在这些化合物中，注意到逆磁热效应，这可能是由于复杂的非平衡磁状态的存在而产生的。与这些化合物一起，构建了涉及R_5Pd_2家族的另外两个成员，即Er_5Pd_2和Tb_5Pd_2的通用特征曲线。主曲线证实了在这些化合物中存在二级和一级磁相变，这与我们的Arrott图和Landau参数分析的结果类似。此外，磁熵变遵循幂律，所获得的指数值表明在这些化合物中存在混合磁相互作用。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Effect of composition on magnetocaloric properties of Mn$ _{3} $Ga$ _{(1-x)} $Sn$ _{x} $C
研究Sn取代对Mn $ _{3} $ Ga $ _{(1-x)} $ Sn $ _{x} $ C化合物的磁热性质的影响的研究揭示了MCE的性质对磁有序的性质具有很强的依赖性。对于少量的Sn（$ x\leq0.2 $），MCE是反型的，其中，由于一阶FM-AFM转变和场诱导的AFM-FM转变之间的耦合，所施加的场的增加超过5 T引起熵的表状温度依赖性。用更高浓度的Sn（$ x\geq0.71 $）$(ΔS_M)$代替Ga导致MCE改变为常规类型，随着磁场的增加，$(ΔS_M)_{max}$的位置变化很小。这已被解释为是由于A位离子（Ga/Sn），影响这些化合物中的磁结构耦合的局部应变。
2015-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of giant refrigerant capacity in Ho$_{1-x}$Gd$_{x}$B$_{2}$ alloys (0.1 $\leq$ x $\leq$ 0.4)
为了优化HoB $_{2}$的巨磁热性能，我们合成并磁热表征了Ho $_{1-x}$ Gd $_{x}$ B $_{2}$（0.1 $\leq$ x $\leq$ 0.4）合金。我们发现，Gd进入化学计量和随机进入Ho网站，导致Vegard型结构变化。球形S $^{7/2}$ Gd $^{3+}$矩的加入使居里温度提高，磁熵变峰值降低，但仍相对较高，磁熵变曲线变宽。总体影响是相对高的制冷剂容量和相对冷却功率，以及热工作范围向更高温度的扩展;因此，选择Ho $_{1-x}$ Gd $_{x}$ B $_{2}$（作为低温制冷应用的潜在候选物。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and magnetocaloric effects in NaZn13-type La(Fe, Al)13-based compounds
本文综述了原子替代、磁场和温度对LaFe_（13-x）Al_x化合物磁性和磁热性能影响的研究进展。随着铝含量的增加，化合物依次呈现出反铁磁态（AFM）、铁磁态（FM）和微磁态。此外，用Si代替Al，Co代替Fe，稀土元素R代替La，或者在间隙原子中引入C或H原子，可以使LaFe_（13-x）Al_x的AFM耦合转变为FM耦合。然而，低掺杂水平导致FM团簇嵌入AFM基质中，并且所得到的化合物可以在适当的外加电场下经历首先AFM-FM然后在加热时经历FM-AFM相变，在转变温度附近具有显著的磁弛豫。通过选择合适的Co、C或H含量，可以使LaFe_（13-x）Al_x的居里温度向室温移动，并在转变温度附近获得较强的磁热效应。例如，对于LaFe_（11.5）Al_（1.5）C_（0.2）H_（1.0）化合物，在室温附近，当磁场变化为0-5 T时，最大熵变达到13.8 J/kg K。它比Gd高42%，因此，该化合物是一种有前途的室温磁制冷剂。
2012-12-03 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput design of all-d-metal Heusler alloys for magnetocaloric applications
本文利用高通量密度泛函理论筛选出686个稳定的全d金属Heusler化合物，发现其普遍具有延展性，并确定49个具有双井能量面及11个具结构相变的候选材料，为磁制冷和形状记忆应用提供了新方案。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of monoclinic lanthanide orthoborates, $Ln$BO$_3$, $Ln$ = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb
镧系原硼酸盐$Ln$ BO $_3$，$Ln$ = Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb以单斜结构结晶，磁性$Ln^{3+}$形成共边三角晶格。三角形是不等边的，但是与理想等边几何形状的所有偏差都小于1.5%。使用磁化率，比热和等温磁化强度测量的体积磁性能进行了研究。热容测量显示了$Ln$ = Gd，Tb，Dy，Er在$T \leq$ 2 K时的有序特征.在$T \geq$ 0.4 K下没有观察到YbBO $_3$的有序性，并且HoBO $_3$被认为具有非磁性单重态。等温磁化强度测量表明各向同性Gd $^{3+}$自旋和强单离子各向异性的其他$Ln^{3+}$。磁熵的变化已被评估，以确定在这些材料中的磁热效应。发现GdBO $_3$和DyBO $_3$在液氦温度范围内是竞争性磁热材料。
2017-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Chemical tuning of magnetic ordering and cryogenic magnetocaloric response in zircon-type Gd1-xErxVO4
University of Macau（澳门大学）；Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学）
通过化学替代调控锆石型Gd1-xErxVO4的磁有序和磁热效应，发现低浓度Er替代可抑制磁有序温度并优化低温磁热性能，最大磁熵变达45.1 J kg-1 K-1。
2026-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
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
Magnetocaloric Effect of Pure and Diluted Quantum Magnet Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$
Institut Néel, CNRS（内尔研究所，法国国家科学研究中心）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国原子能和替代能源委员会，研究创新与绿色氢气和同位素研究所，高能物理和化学实验室）
研究纯及稀释Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$的磁卡效应，通过磁化测量发现稀释样品在低磁场下熵变增强，但40%稀释样品效应减弱，表明铁磁关联持续存在，显示该材料在低温磁制冷中的潜力。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Derivation of a non-stoichiometric 1/1 quasicrystal approximant from a stoichiometric 2/1 quasicrystal approximant and maximization of magnetocaloric effect
本文通过在Ga-Pt-Gd 2/1近似晶体中采用双异价元素替代降低e/a，衍生出宽成分稳定性的1/1近似晶体，将磁基态从旋量玻璃态转变为铁磁态，并显著增强磁热效应至-8.7 J/K mol-Gd。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Substitution- and Strain-induced Magnetic Phase Transition in Iron Carbide
由于它们的温度或压力诱导的磁性相变，渗碳体型碳化物对于磁热应用是令人感兴趣的。本文采用第一性原理计算方法，研究了应变效应下Cr原子取代Fe位的Fe_3C的磁性和磁性相变。Cr原子的存在引起了从Fe_3C的铁磁相到Cr_3C的铁磁相的二阶磁相变，而Fe_2Cr_3C和Cr_2Fe_3C的三元化合物更倾向于亚铁磁基态，Fe和Cr的自旋矩的大小都随着x的增加而减小，这两个自旋矩在Fe_3Cr_xC中是反平行的（x = 0，1，2和3）。此外，固定的自旋矩计算表明，Fe 3-xCrxC化合物的磁化强度可以微妙地改变通过应变效应和磁致伸缩相变发生在早期阶段的Cr替代，x = 2。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect from reverse martensitic transformation in Ni-Mn-Ga-Cu ferromagnetic shape memory alloys
为了在室温附近产生巨磁热效应（GMCE），在首次此类研究中，铁磁记忆合金（FSMA）的奥氏体相变温度（As）被微调到铁磁居里温度（TC），Ni50Mn18.5Cu6.5Ga25合金在逆马氏体相变过程中获得了δ-SM =-81.75 J/Kg-K的大GMCE（加热循环），在302.5 K下磁场变化为9 T。在Ni_（50）Mn_（25-x）Cu_xGa_（25）（0< x < 7.0）基FSMA中通过Cu替代实现了As与TC的微调。这些合金的表征进行了使用光学和扫描电子显微镜，X射线衍射（XRD），差示扫描量热法（DSC）和直流磁化测量。在化学计量比Heusler型Ni_2MnGa中加入Cu可提高马氏体相变温度，降低相变温度。同时，DSM随着Cu的添加而增加，并在6.5at. % Cu，TC和As之间存在虚拟重叠。在302.5K温度下，9 T磁场变化的加热循环中也获得了327.01J/Kg的最大制冷量（RCP）。对于相同的6.5 at.，冷却循环测量的相应值（在正转变期间测量）分别为30.4 J/Kg-K和123.52 J/Kg。% Cu样品和相同的热磁条件。
2015-07-23 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
Giant-Magnetocaloric effect and phonon dynamics in (GdCe)CrO$_3$
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
Ce³+掺杂显著增强(GdCe)CrO₃的磁熵变，展现巨磁卡效应与自旋-声子耦合。
2025-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetostructural Transformation and Magnetoresponsive Properties of MnNiGe1-xSnx Alloys
采用X射线衍射（XRD）、差热分析（DTA）和磁化强度测量方法研究了MnNiGe 1-xSnx（0 \leq x \leq 0.200）合金的马氏体相变和磁相变。结果表明，随着Sn替代量的增加，MnNiGe_（1-x）Sn_x的马氏体相变温度从460 K降低到100 K，马氏体中AFM螺旋结构转变为反平行AFM结构。在此基础上，获得了显著的磁场诱导PM/spiral-AFM和FM/AFM磁结构转变以及较大的正、负磁热效应。Mn Ni Ge_（1-x）Sn_x合金的磁响应效应因Sn的替代而增强。提出了MnNiGe_（1-x）Snx合金的结构和磁性相图。
2011-03-09 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Magnetic properties of AlB$_2$-type holmium silicides and germanides
本研究合成了带空位的AlB$_2$型HoSi$_{1.67}$和HoGe$_{1.67}$，发现其反铁磁有序及磁熵变特性，并证实面内Ho$^{3+}$离子距离是影响其与HoB$_2$铁磁有序转变的关键参数。
2024-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Study of thermodynamic properties of substitutional mixture of Co(II)- and Fe(II)-based octacyanoniobates
本文报道了三种双分子磁体[Co $^{\mathrm{II}}$（吡唑）$_{4}$ ] $_{2x}$ [Fe $^{\mathrm{II}}$（吡唑）$_{4}$ ] $_{2(1-x)}$ [Nb $^{\mathrm{IV}}$（CN）$_{8}$ ] $\cdot$ 4 H $_{2}$ O（$x$ =0（Co $_{2}$ Nb），0.5（CoFeNb），1（Fe $_{2}$ Nb）的热力学性质的综合研究。三种样品的晶体结构相同，均属于四元晶系，空间群为$I4_1/a$。在0.36-100 K温度范围内测量了它们的热容量，在没有外加场的情况下，以及在$μ_0 H$ = 0.1、0.2、0.5、1、2、5和9 T的场中。结果表明，当$x$ =0、0.5和1时，在4.87（8）K、7.1（2）K和8.44（3）K处分别存在向磁有序相的二级相变。分析了相应的热力学函数，讨论了混合化合物的稳定性和磁热效应。混合的吉布斯能被发现是积极的，但小于的幅度比能量的热波动，表明混合样品是勉强稳定在整个检测到的温度范围内。混合焓是负的，这表明Co（II）和Fe（II）离子在固溶体CoFeNb中有序排列。考虑到固溶体样品的晶格刚性增强，解释了混合熵的负值。为了提取磁对热容的贡献，采用了基于合理频谱的方法。利用现场热容测量MCE描述的等温熵变$ΔS_\mathrm{M}$和绝热温度变化$ΔT…
2021-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Griffiths Phase and Critical Behaviour of La1-xPbxMnO3+-y Solid Solutions
用固相反应法制备了La_（1-x）Pb_xMnO_（3 +-y）（x = 0.3，0.35，0.4）多晶固溶体，并对其磁性进行了研究。Rietveld精修的X-射线粉末衍射图谱表明，所有样品都是单相的，并且在R-3c空间群中具有菱面体结构。观察到的所有材料的二阶顺磁铁磁相变。的Griffiths相（GP），确定从温度依赖性的反磁化率，被抑制通过增加磁场，并表现出显着的依赖于A-网站的化学取代。化合物的临界行为进行了研究，其居里温度附近，使用固有的磁场数据。三种化合物的临界指数（\b{eta}、γ和δ）均接近平均场近似值。所观察到的平均场的行为是GP和铁磁簇的形成的后果。长程铁磁有序是铁磁团簇之间长程相互作用的结果。从等温熵变的角度研究了磁热效应。我们的研究表明，具有最低的化学取代（x = 0.3）的材料具有最大的潜力（在三种化合物）作为磁制冷剂，由于其较高的相对冷却功率（258 J/kg，在5 T场）和磁相变接近室温。
2020-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the magnetic interactions and spin state in insulating Sr$_{2-x}$La$_x$CoNbO$_6$
我们研究了Sr $_{2-x}$ La $_x$ CoNbO $_6$（$x=$ 0- 1）双钙钛矿的结构、磁性和自旋态转变以及磁热性质。在$x$ $\geqslant$ 0.6处从四方相到单斜相的结构转变以及（101）/（103）超晶格反射和拉曼活性模的演化表明$x$增强了B位有序。磁化率数据表明，T $_{\rm N}$ $\approx$为9--15 K的$x$ $\geqslant$ 0.6从弱铁磁有序向反铁磁有序转变。有趣的是，由于高自旋Co $^{2+}$的增加，La取代驱动到更绝缘的状态，而在Co $^{3+}$中观察到从高自旋到中/低自旋状态与$x$的自旋状态交叉。我们讨论了复杂的磁相互作用和系统中的各种Co自旋态的存在之间的相关性。此外，由于FM和AFM相互作用之间的竞争，以及从常规到逆磁热效应的交叉的变磁性质的出现已被证明通过详细分析的温度和磁场依赖的磁熵的变化。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stable magnetostructural coupling with tunable magnetoresponsive effects in hexagonal phase-transition ferromagnets
在马氏体相变系统中，结构相变和磁相变之间的磁结构耦合对磁响应效应起着至关重要的作用。基于这种耦合的各种磁响应效应的组合可以促进主体材料的多功能应用。在这里，我们证明了一种可能性，以获得一个稳定的磁结构耦合在一个广泛的温度窗口从350至70 K，显示可调的磁响应效应，同时操纵的相稳定性和磁结构的基础上，通过适当的化学取代铁在MnNiGe。所得MnNiGe：Fe表现出从顺磁性奥氏体到铁磁性马氏体的磁场诱导马氏体转变，其特征在于（i）大的体积增加，（ii）明显的磁化强度变化，（iii）小的热滞后和（iv）巨大的负磁热效应。结果表明，在六方结构的相变系统中，可以实现稳定的磁结构耦合，从而获得宽调谐范围的磁响应效应。
2012-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Effect of small cation occupancy and anomalous Griffiths phase disorder in nonstoichiometric magnetic perovskites
本文报道了非化学计量比钙钛矿锰氧化物La_（0.8-x）Sr_（0.2-y）Mn_（1+x+y）O_3的结构、磁性、磁热和Griffiths相（GP）无序。价态和结构相的测定证明，在大气合成条件下，较小的阳离子Mn 2+和Mn 3+不会占据钙钛矿的A位。相同的分析也支持钙钛矿的A位中的空位在B位中诱导类似的空位。La ~（3+）和Sr ~（2+）离子在空位A位的取代对磁相变温度（TC）的影响是相反的，这可以用电子带宽的变化来解释。在Sr取代的化合物中观察到GP的异常非线性变化。Mn 3 +-Mn 4+对（表示为二聚体）聚集成小的铁磁团簇，已被确定为发生GP的原因。二聚体形成的阈值限制解释了所观察到的GP形成的非线性行为。Sr取代的化合物由于其尖锐的磁性转变而表现出相对较大的等温熵变（在μ 0 H= 2 T时最大为3.27 J/kgK），而La取代的化合物的磁化强度的宽范围变化提高了相对冷却能力（在μ 0 H= 2 T时最大为98 J/kg）。
2021-12-08 cond-mat.mtrl-sci
High-entropy effect at rare-earth site in DyNi
本研究通过测量多种RNi化合物的结构与磁性，发现构型熵增加不改变晶格参数，且通过设计高熵状态下稀土磁矩的各向异性有望增强其磁卡性质。
2023-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and Structural properties of $MnV_{2}O_{4}$
测量了Zn掺杂MnV_2O_4的磁化强度、中子衍射和X射线衍射随温度的变化，估算了该体系的临界指数和磁热效应。据观察，随着Zn取代的增加，Mn自旋与V自旋的非共线取向降低，这有效地导致结构转变温度比居里温度更快地降低。结果表明，不同方法得到的β、γ和δ值吻合得很好。这些值不属于普适类，并且介于3D海森堡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。在Mn_（0.95）Zn_（0.05）V_2O_4的磁热曲线中观察到的双峰是由于VO_6八面体的强烈畸变所致。
2013-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Neutron diffraction and magnetic properties of Co$_2$Cr$_{1-x}$Ti$_x$Al Heusler alloys
本文报道了用于自旋电子学和磁制冷机的Co-$_2$-Cr-$_{1-x}$-Ti-$_x$-Al（$x=$ 0- 0.5）-Heusler合金的结构、磁性和磁热性能。室温X射线衍射和中子衍射图以及Rietveld修正证实了样品是单相的，具有立方结构。有趣的是，磁性测量表明从顺磁性到铁磁性的二级相变，其中Co $_2$ CrAl的居里温度（T $_{\rm C}$）随着Ti的取代从330 K增加到445 K。的$x=$ 0样品在一个大的温度范围内采取的磁相变的中子粉末衍射数据确认的结构稳定性，并排除反铁磁有序的可能性。测得$x=$ 0样品的饱和磁化强度为8000 emu/mol（1.45 $μ_{\rm B}$ /{ \it f.u.}）在5~K温度下，计算值与实验值（1.35 $\pm$ 0.05~ $μ_{\rm B}$ /{ \it f.u.}）在4~K温度下测量的中子粉末衍射图的Rietveld分析得到。通过分析$x=$ 0样品的中子数据的温度依赖性，我们发现最强布拉格峰（220）的强度的变化与磁化行为随温度的变化是一致的。此外，已观察到$x=$ 0.25样品的磁熵和相对冷却功率值的变化的增强。有趣的是，二阶磁相变的临界行为分析和提取指数（$x=$ 0.25样品的$β\approx$ 0.496、$γ\approx$ 1.348和$δ\approx$ 3.71）表明存在长程有…
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci
