Giant magnetocaloric effect in magnetically frustrated EuHo$_2$O$_4$ and EuDy$_2$O$_4$ compounds
通过磁化强度和热容量的测量,研究了EuHo $_2$ O $_4$和EuDy $_2$ O $_4$的磁性和磁热性质。这些化合物经历了场诱导的反铁磁到铁磁的转变,并表现出巨大的熵变。对于0-8 T的场变化,最大磁熵和绝热温变分别为30(25)J kg $^{-1}$ K $^{-1}$和12.7(16)K,对应的制冷剂容量值为540(415)J kg $^{-1}$,用于EuHo $_2$ MM O PDMATHAMN(EuDy $_2$ O $_4$)。这些磁热参数也保持大到最低温度测量,甚至大于一些潜在的磁制冷剂在相同的温度范围内报告的一个温和的磁场变化。此外,这些材料是高度绝缘的,并且没有表现出热和场滞后,满足了在低温区域中良好的磁制冷剂的必要条件。
2012-09-12 cond-mat.str-el
Magnetic, magnetocaloric and transport properties of HoRuSi compound
本文研究了多晶HoRuSi的磁性、热学、磁热和输运性质。发现该化合物在T1=18 K和T2=8 K时发生了磁转变。磁化强度数据表明,铁磁有序是占主导地位的在该化合物。由M-H-T数据估算了磁热效应,在50 kOe磁场下,磁热效应的-ΔSM为12.8 J/kg K,与同温区的某些潜在制冷材料相当。
2013-01-16 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
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
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
Magnetic couplings and magnetocaloric effect in the GdTX (T=Sc, Ti, Co, Fe; X=Si, Ge) compounds
计算了GdTX(T=Sc,Ti,Co,Fe; X=Si,Ge)化合物的磁热效应(MCE)随温度和外加磁场的变化.为此,我们使用密度泛函理论的方法来计算Gd $^{3+}$离子之间的交换耦合相互作用的每个化合物。我们考虑了一个简化的磁哈密顿量和分析的依赖关系的交换耦合的过渡金属T,p-区元素X,和晶体结构(CeFeSi型或CeScSi型)。最显着的效果是观察到的替代Ti $\to$ Sc或Fe $\to$ Co,其中有一个相关的变化,在3d水平的电子数的奇偶校验。这些替换导致对磁耦合的反铁磁贡献,这降低了居里温度,甚至可以导致反铁磁基态。我们通过平均场和Monte Carlo计算解决了磁性模型,并发现化合物之间的磁转变温度和磁热效应的变化很大,与现有的实验数据一致。在用居里温度$T_C$标度相关能量标度后,磁热效应显示出铁磁化合物中作为温度和磁场的函数的普遍行为。
2019-12-10 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
Change in the order of magnetic transition in HoRhGe as probed by magnetoresistance and magnetocaloric studies
研究了HoRhGe多晶的磁电阻和磁热性质。该化合物具有反铁磁性,Neel温度(TN)为5.5 K,并在2 K时经历一级变磁转变。它示出了一个大的负磁阻的25%,在TN,为50千奥斯特的字段。而在2K和较低磁场下,磁电阻为正,约为12%,这归因于一级变磁转变。该化合物在其Neel温度附近也显示出大的磁热效应。磁熵变的场依赖性也反映了磁场增加时磁相变性质的变化。当磁场变化为50 kOe时,磁熵变(-ΔSM)为11.1 J/kg K。磁电阻和磁热效应的场依赖性清楚地表明了随着场的增加,变磁转变顺序的变化。
2013-01-25 cond-mat.str-el
Inverse magnetocaloric effect in polycrystalline La$_{0.125}$Ca$_{0.875}$MnO$_{3}$
最近,不同的化合物观察到逆磁热效应。然而,在锰氧化物中很少看到这种效应的表现。在多晶La $_{0.125}$ Ca $_{0.875}$ MnO $_{3}$中发现了逆磁热效应。这种现象归因于该化合物固有的磁性不均匀相所导致的反铁磁态的稳定。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetocaloric effect in the high-temperature antiferromagnet YbCoC2
本文研究了新近发现的高温重费米子化合物YbCoC $_2$的磁$H$相图和磁热效应。随着外磁场的增加,YbCoC $_2$经历变磁转变,然后转变为铁磁态。磁熵变- $ΔS_m (T)$对$ΔH \leq 6$ ~T的依赖性具有正磁热效应和负磁热效应段。对于$ΔH = 9$ ~T,磁热效应为正,最大- $ΔS_m (T)$为4.1 J / kg K,制冷量为56.6 J / kg。
2023-03-14 cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in the frustrated square lattice J1-J2 model
研究了正方晶格上二维阻挫J1-J2模型的磁热性质。该模型较好地描述了两类准二维S = 1/2钒酸盐的磁性,即Li_2 VOXO_4(X = Si,Ge)和AA'VO(PO_4)_2(A,A' = Pb,Zn,Sr,Ba)化合物。磁热效应(MCE)在于改变外部磁场时的绝热温度变化。在阻挫系统中,MCE可以增强接近饱和场,因为大量的低激发之间的简并。我们讨论的MCE在两个不同的反铁磁制度的相图的结果。数值有限温度Lanczos以及分析方法的基础上的自旋波展开和结果进行了比较。我们给出了钒化合物的饱和场的显式值。我们预测,在亚临界领域有第一个(正)最大值,其次是符号变化的MCE,所有磁有序相的特征。
2007-08-24 cond-mat.str-el
Reversible room-temperature magnetocaloric effect with large temperature span in antiperovskite compounds Ga1-xCMn3+x (x=0, 0.06, 0.07, and 0.08)
研究了Ga_(1-x)CMn_(3 +x)的磁性和磁热性质。在居里温度TC附近发生可逆磁热效应。磁熵变随x的增大而减小,但TC和磁化强度却增大。与此同时,随x的增加,温度-温度曲线的温度范围变宽.随着x的增大,相对冷却功率(RCP)先增大后减小,这是由于温度跨度的展宽和温度跨度的减小之间的竞争。当x=0.07(TC = 296.5 K)时,观测到的最大RCP(2.1 J/cm ~ 3,低于45 kOe)与当代磁制冷材料相当。考虑到可逆MCE、廉价和无害的原材料,我们的研究结果表明,Ga 1-xCMn 3 +x是一种有希望的室温磁制冷候选材料。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Field induced large magnetocaloric effect and magnetoresistance in ErNiSi
在ErNiSi化合物中观察到了大的磁热效应和磁电阻效应,但磁滞损耗可以忽略不计。磁化强度、热容量和电阻率测量证实了变磁性转变。当磁场变化为50 kOe时,等温熵变和MR的最大值分别为19.1J/kg K和-34%。大的MCE和可忽略的磁滞损耗使该材料有望用于低温磁制冷。
2014-03-21 cond-mat.str-el
Magnetic, magnetocaloric and magnetotransport properties of RSn_{1+x}Ge_{1-x} compounds (R=Gd, Tb, Er; x=0.1)
通过磁化强度、热容和电阻率的测量,研究了RSn_(1 + x)Ge_(1-x)(R=Gd,Tb,Er; x=0.1)系列化合物的磁性、磁热和磁输运性质。结果表明,所有化合物均为正交晶系,空间群为Cmcm(No.63)。磁化率和热容数据表明,所有的化合物是反铁磁的。在GdSn 1.1Ge 0.9和TbSn 1.1Ge 0.9的情况下,θp的大负值表明涉及强反铁磁相互作用,这也反映在磁化等温线中。另一方面,ErSn1.1Ge0.9显示出弱的反铁磁相互作用。对热容数据进行了拟合,并估算了θD和γ值。在这三种化合物中,ErSn_(1.1)Ge_(0.9)在50 kOe的磁场下表现出9.5 J/kg K的磁熵变和3.2 K的绝热温变。在不同的温度制度的电阻率数据进行了分析,并已确定的主导贡献。所有的化合物都表现出很小但正的磁电阻。
2012-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paramagnetic fluctuations of the magnetocaloric compound MnFe$_4$Si$_3$
利用非弹性中子散射研究 MnFe$_4$Si$_3$ 单晶的顺磁自旋动力学,发现其在室温以上呈局域磁性,并揭示赝偶极相互作用。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of giant magnetocaloric effect in HoCoSi
我们报道了HoCoSi的磁性和磁热性质,它在14 K下表现出二级铁磁-顺磁转变。当磁场变化为20 kOe时,磁熵变为13 J/kg K,当磁场变化为50 kOe时,磁熵变增大到20.5 J/kg K。制冷剂容量被发现是135和410 J/kg,分别为20和50千欧。大的低场绝热温度变化(~ 3 K)和大的制冷剂容量使该化合物成为在约15 K下用于磁制冷应用的合适候选者。
2013-10-11 cond-mat.str-el
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
Magnetism of a sigma-phase Fe60V40 alloy: magnetic susceptibilities and magnetocaloric effect studies
采用交流磁化率、直流磁化率和磁热效应测量方法研究了σ相Fe 60 V40金属间化合物的磁性。该化合物是一种软磁体,但它被发现表现得像一个可重入的自旋玻璃系统。磁有序温度T_C约为170 K,自旋冻结温度约为164 K。它的相对位移每十年的交流频率是0.002,一个值小于典型的自旋玻璃。对于磁场H,在5 - 50 kOe范围内,确定了T_C附近的磁熵变Δ S。根据幂律分析DeltaS得到临界指数n与温度的关系,在T_C处具有最小值0.75,而从DeltaS的最大值与场的相对移位的分析得到临界指数Delta=1.7。根据标度律关系确定了另外两个指数的值,即betha=0.6和gamma=1。
2016-11-28 cond-mat.str-el
Correlations among magnetic, magnetocaloric and magneto-transport properties in HoNiSi
研究了多晶HoNiSi的磁性、磁热和磁输运性质。该化合物在TN= 4.6K时具有反铁磁有序的正交晶系晶体结构。磁化等温线在小磁场下表现出曲率,揭示了磁场诱导的变磁性转变。磁热效应(MCE)已估计使用磁化数据,并发现为12.8 J/kg K为50 kOe的字段。磁场的施加降低了TN附近的电阻率,这导致大的负MR。已经发现MR的最大值在4K下对于50 kOe为-24%。在4K以下,化合物表现为正磁电阻,形状随磁场的变化而变化.
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in $\mathrm{Cu}_{3}$-type compounds using the Heisenberg antiferromagnetic model in a triangular ring
本研究通过海森堡反铁磁模型数值研究Cu3型三角环自旋系统的磁热效应,发现零温1/3磁化平台,并在低温约1K、磁场约4.5-5T时磁热效应最显著。
2023-10-10 cond-mat.str-el
Comparative study of magnetocaloric properties for Gd$^{3+}$ compounds with different frustrated lattice geometries
阻挫磁性氧化物具有有序化温度低、基态熵高的特点,是低温磁热制冷的理想材料。虽然以前的材料设计集中在调整磁矩,它们的相互作用和晶格上的磁矩密度,但对受抑晶格的关注相对较少。先前的理论工作已经表明,在饱和磁场下的磁热冷却速率与由于经典基态简并而产生的软模式激发的宏观数量成比例。这些模式的数量直接由阻挫晶格的几何形状决定。对于角共享的几何形状,烧绿石有50%以上的模式比石榴石和kagome晶格,而边缘共享\emph{fcc}只有一个subextensive软模式的数量。在这里,我们研究的作用,软模的磁热效应的四个大自旋Gd $^{3+}$($L=0$,$J=S=7/2$)海森堡反铁磁体的可果美,石榴石,烧绿石,和\emph{fcc}晶格。通过将这些材料在高达$9$ ~T的磁场下的磁熵变$ΔS_m$的测量结果与平均场理论和蒙特卡罗模拟的预测结果进行比较,我们能够理解自旋关联和量子化效应的相对重要性。我们观察到,调整的最近邻耦合的值有一个更占主导地位的贡献磁热熵变的液体He冷却制度($2$ - $20$ ~K),而不是调整软模激发的数量。我们的研究结果为未来的材料设计提供了维度,磁挫折程度和晶格几何形状方面的信息。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intriguing Magnetocaloric Effect in Multiferroic Ba3RRu2O9 (R=Ho, Gd, Tb, Nd) with Strong 4d-4f Correlations
Rajiv Gandhi Institute of Petroleum Technology(拉吉夫·甘地石油技术学院);Laboratoire CRISMAT, Universite´ de Caen Normandie, ENSICAEN, CNRS UMR 6508, Normandie Univ.(卡昂诺曼底大学CRISMAT实验室);School of Physical Science, Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学促进协会物理科学学院)
研究揭示Ba3RRu2O9中强4d-4f关联系统在低温磁相变中的稳健磁卡效应,发现重稀土成员从传统到非常规磁卡效应的转变,轻稀土成员表现出正磁卡效应。
2026-04-14 cond-mat.str-el
Giant inverse magnetocaloric effect near room temperature in Co substituted NiMnSb Heusler alloys
研究了Co对Ni 50-xCoxMn 38 Sb 12(x= 0,2,3,4,5)Heusler合金的结构、磁性和磁热效应的影响。使用X射线衍射,我们显示了从奥氏体相的马氏体相的演变。马氏体相变温度随Co含量的增加而单调降低。在室温附近观察到Co取代后MCE的显著增强。在262 K、50 kOe的磁场中,x=5时磁熵变最大,为34 Jkg-1 K-1,在室温附近为29 Jkg-1 K-1。与逆马氏体相变相关的磁化强度的显着增加是这些化合物中巨大MCE的原因。
2010-06-01 cond-mat.str-el
Magnetocalorics of singlet ground state induced moment magnets
本文研究单重态基态诱导矩磁体的磁热效应,通过竞争机制计算比热和冷却速率,并分析PrIr3及临界软模的场温依赖性。
2025-09-10 cond-mat.str-el
Interplay between magnetism and magnetocaloric effect in NdCuSi
我们报告的磁性,热,磁热和输运性质的多晶NdCuSi。该化合物显示出弱的反铁磁有序,不同的测量证实。Arrott图表明,磁性相变被发现是二级的性质。使用磁化数据计算的等温磁熵变给出了一个值为11.1 J/kg K的磁场变化为50 kOe。下面的h2/3依赖性(h是约化场)与负截距,这是预测的二阶相变的平均场论。应用朗道相变理论计算了熵变,与直接由磁化强度数据计算的熵变符合得很好。电阻率的温度依赖性在有序化温度处显示出明显的异常,这归因于自旋涨落。
2013-05-06 cond-mat.str-el
Significant Inverse Magnetocaloric Effect induced by Quantum Criticality
在自旋系统中的场诱导量子临界点(QCP)附近的临界增强磁热效应(MCE)构成了传统绝热退磁制冷的非常有前途的和高度可调的替代方案。低$T$量子临界区的强涨落可以引起大的热熵变,从而在接近QCP时产生显著的冷却效应。在这项工作中,通过高效和精确的多体计算,我们发现存在一个显着的反MCE(iMCE)自旋1量子链材料(CH $_3$)$_4$ NNi(NO $_2$)$_3$(TMNIN)和NiCl $_2$-4SC(NH $_2$)$_2$(DTN),其中DTN具有相当低的$T$制冷能力,而只需要适度的磁场。采用量子多体计算方法,得到了有限温度下的iMCE特性,包括绝热温变$ΔT_{\rm ad}$、等温熵变$ΔS$、微分Grüneisen参数和熵变率.冷却性能,即,还讨论了这两种化合物的效率因子和保持时间。基于自旋链材料的现实模型的多体计算,我们得出结论,化合物DTN构成了一个非常有前途的和高效的量子磁冷却剂具有显着的iMCE性能。我们主张这种量子磁体可以用于空间应用和量子计算环境的无低温制冷。
2021-07-14 cond-mat.str-el
Double magnetic transition, complex field-induced phases, and large magnetocaloric effect in the frustrated garnet compound Mn$_{3}$Cr$_{2}$Ge$_{3}$O$_{12}$
本研究通过多种实验与计算手段,发现阻挫石榴石Mn$_{3}$Cr$_{2}$Ge$_{3}$O$_{12}$存在双重磁转变与复杂场致相,且具有大磁热效应,展现出磁制冷应用潜力。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic, thermal, and magnetocaloric properties of the holmium trialuminide HoAl$_{3}$ with polytypic phases
我们研究了具有两种不同晶体结构的HoAl金属间化合物$_{3}$的磁性、热性能和磁热性能。在室温平衡下,HoAl $_{3}$在Neel温度$T^{\rm tri}_{\rm N} =$ 9.8 K发生反铁磁(AFM)相变.该化合物的原子力显微镜有序性对磁场很强,即使在0-50 kOe的磁场变化下也发现逆磁热效应(MCE)。采用快速凝固法制备的高压立方相HoAl 3在低于$T^{\rm cub}_{\rm N} =$ 15 K时具有反铁磁有序性。磁性和比热测量表明,这种长程原子力显微镜状态随着温度的降低而变得不稳定,然后在低于自旋冻结温度$T_{\rm f} =$ 11 K时被磁性玻璃态所取代。磁状态的连续变化导致MCE在低温下具有复杂的温度和场依赖性。
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Temperature, magnetic field, and pressure dependence of the crystal and magnetic structures of the magnetocaloric compound Mn1.1Fe0.9(P0.8Ge0.2)
用中子粉末衍射研究了磁热化合物Mn_(1.1)Fe_(0.9)(P_(0.8)Ge_(0.2))的晶体结构和磁结构随温度、外加磁场和压力的变化。数据显示,在探索的整个变量范围内,只观察到一种转变,这是顺磁相到铁磁相之间的磁性和结构转变(对于该成分,Tc~255 K)。过渡的结构部分与六方晶胞在a轴和b轴方向上的膨胀和c轴的收缩相关联,因为FM相形成,这源于层内金属-金属键合距离的增加。发现施加压力对FM相的形成具有不利影响,因为压力对抗晶格的膨胀,从而降低Tc。另一方面,施加磁场具有增强FM相位和增加Tc的预期效果。我们发现,所观察到的PM和FM相的温度/场/压力共存的实质性范围是由于样品中的成分变化。进行了原位高温衍射测量来探索这个问题,并揭示了在高温下共存的液相,这是这种变化的起源。我们表明,这一范围内的共存相可以大大减少适当的热处理,以提高样品的均匀性。
2009-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A comparative study of HoSn1.1Ge0.9 and DySn1.1Ge0.9 compounds using magnetic, magneto-thermal and magneto-transport measurements
用不同的实验探针研究了HoSn_(1.1)Ge_(0.9)和DySn_(1.1)Ge_(0.9)多晶化合物。这两种化合物都是反铁磁性的,在低温下表现出变磁转变。HoSn 1.1Ge 0.9的磁热效应和磁电阻随磁场的变化具有明显的符号变化,这归因于变磁转变。DySn1.1Ge0.9显示出典型的反铁磁体的特征,证明了由磁化,MCE和MR数据。119 Sn穆斯堡尔谱研究显示在低温下超精细分裂,与磁化数据一致。热电功率和电阻率测量揭示了这些化合物中的金属行为。磁,磁热和磁阻数据清楚地表明,反铁磁耦合DySn1.1Ge0.9是强于HoSn1.1Ge0.9。
2014-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties and enhanced magnetocaloric effect in EuAl$_3$Si single crystals
研究EuAl$_3$Si单晶的磁性与磁热效应,发现其在15 K铁磁转变附近具有显著可逆磁热效应,2 T磁场下性能较EuAl$_4$大幅提升,适用于液氢温区磁制冷。
2025-01-09 cond-mat.str-el
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
Free-spin dominated magnetocaloric effect in dense Gd$^{3+}$ double perovskites
具有致密磁晶格的阻挫镧系氧化物由于其大的基态熵和抑制的有序温度而在低温制冷中具有潜在的基本兴趣,但通常受到短程关联的限制。在这里,我们提出的挫折fcc氧化物的例子,Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$和新的位置无序类似物Ca $_2$ GdSbO $_6$([CaGd] $_A$ [CaSb] $_B$ O $_6$),其中磁热效应的影响最小的超交换($J_1 \sim 10$ mK)。我们报告的晶体结构,使用粉末X射线衍射和体磁性能,通过低场磁化率和等温磁化测量。Gd化合物在2 K下在7 T的磁场中表现出高达-15.8 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的磁熵变,与磁制冷中的标准Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$的-13.0 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的值相比,过量20%。热容量测量表明,Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$在0.4 K以下缺乏磁有序,这表明通过液体4-He制度冷却。一个平均场模型是用来阐明的作用,主要是自由自旋行为的磁热性能的这些化合物相比,其他顶级性能的Gd基氧化物。双钙钛矿的化学柔性提高了进一步增强Gd $^{3+}$ fcc晶格中磁热效应的可能性。
2022-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetocaloric effect measurements in ultrahigh magnetic fields up to 120 T
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Faculty of Engineering, Kyushu Institute of Technology(九州工业大学工学部)
该研究在高达120 T的超高压磁场中测量了自旋冰化合物Ho₂Ti₂O₇的磁卡效应,发现晶场能级跃迁引起的温度变化及低场区域的巨磁卡效应,并探讨了更精确测量的前景。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Quantum Supercritical Regime with Universal Magnetocaloric Scaling in Ising Magnets
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院)
该研究在Ising磁体中发现量子超临界区域,通过纵向场控制实现,揭示了超临界磁卡伦效应在毫开尔文冷却中的应用。
2025-12-05 cond-mat.str-el
Magnetic phase diagram, magnetotransport and inverse magnetocaloric effect in the noncollinear antiferromagnet Mn$_5$Si$_3$
反铁磁体Mn $_5$ Si $_3$最近引起了人们的注意,因为非共线自旋排列已被证明产生拓扑异常霍尔效应和逆磁热效应。在这里,我们使用助熔剂生长法合成Mn $_5$ Si $_3$单晶。我们通过磁化确定了相图,并测量了磁阻和霍尔效应。我们发现在低温下的共线和非共线的反铁磁相,此外,第三个磁性相,在两个反铁磁相之间,具有铁磁特性。后者的磁性相可能是由铜夹杂物产生的应变,导致淬灭的混合字符在此化合物中的磁有序的波动。
2019-04-04 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
Universal Magnetocaloric Effect near Quantum Critical Point of Magnon Bose-Einstein Condensation
本研究在硫酸铜晶体中观测到磁振子BEC量子临界点附近的普适磁热效应,通过标度律和磁Grüneisen比证实,实现无需氦-3的12.8 mK快速冷却,为亚开尔文制冷提供新途径。
2025-08-07 cond-mat.str-el
Phase diagram and magnetocaloric effect of CoMnGe_{1-x}Sn_{x} alloys
本文提出了一种新的赝三元化合物CoMnGe_{1-x} Sn_{x}的相图,在x ≤ 0.1的范围内。我们的相图是磁性和量热测量的结果。我们证明了一个滞后的磁结构相变的外观在x=0.04至x=0.055的范围内,类似于在CoMnGe流体静压下观察到的。从磁化强度测量,我们表明,与磁结构转变的等温熵变可以高达4.5 J/(千克),在1特斯拉的字段。然而,这种转变中的大的热滞后(~20 K)将限制其在磁热器件中的直接使用。
2007-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
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
Effect of density functionals on the vibrational and thermodynamic properties of Fe$_{2}$VAl and Fe$_{2}$TiSn compounds
第一性原理声子计算和Kohn-Sham密度泛函理论(DFT)是研究材料的晶格动力学、化学性质和相变的重要工具。用有限位移法和超原胞法研究了两种全Heusler化合物Fe $_{2}$ VAl和Fe $_{2}$ TiSn的晶格振动性质.为了研究,四个密度泛函,即,采用LDA、PBE、PBESol和meta-GGA SCAN。在简谐近似下,利用这些泛函计算了平衡晶格参数下的声子色散、声子态密度(DOS)、偏态密度(PDOS)热性质和零点能.对于这两种化合物,从所获得的声子DOS计算德拜温度,分别为$\sim$ 660 K和$\sim$ 540 K。对不同泛函的结果进行了比较。在分散体中的整体声子能量被发现是$\sim$ 15毫电子伏高出Fe $_{2}$ VAl比Fe $_{2}$ TiSn化合物。对于这两种化合物,PBE产生最低的声子频率,而LDA或SCAN泛函产生最高的声子频率。在两种化合物的声子态密度图中也观察到了相同的模式。计算的零点能是最高的SCAN(21.04和16.95 J)和最低的PBE功能(20.09和16.02 J)服从相同的趋势,为两种化合物的频率。基于声子的速度对晶格热导率的性质进行了一般性的预测,这与文献报道的两种化合物的实验热导率的定性行为一致。对于Fe $_{2}$ VAl,PBE和SCAN得到的声子谱具有相似的特征,而LDA和PBESol得到的声子谱具…
2018-06-15 cond-mat.str-el
RRhGe (R=Tb, Dy, Er, Tm): An experimental and theoretical study
用实验探针和理论从头计算方法研究了RRhGe(R=Tb,Dy,Er,Tm)化合物。这些化合物显示出非常有趣的磁性和电学性质。所有化合物都是反铁磁的,其中一些化合物在低温下表现出自旋重取向转变。从磁化数据估计的磁热效应(MCE)在所有这些化合物中显示出非常好的值。电阻率显示了这些化合物的金属行为。磁电阻在有序化温度附近为负,在低温时为正。电子结构计算占电子关联在4f稀土壳层揭示了反铁磁基态和其他类型的磁有序的稀土亚晶格的紧密性。
2014-11-17 cond-mat.str-el
Tunable magnetic and magnetocaloric properties by thermal annealing in ErCo2 atomized particles
将磁热材料加工成具有合适形状的磁制冷剂对于磁制冷系统的发展至关重要。在这种情况下,加工对磁热材料的物理性质的影响是重要的问题之一。在这里,我们调查的晶体学,磁性和磁热性能的气体雾化颗粒的金属间化合物ErCo $_{2}$,一个巨大的磁热材料的低温应用。结果表明,ErCo $_{2}$的物理性能显着改变原子化和随后的热退火。在雾化态颗粒中,磁转变温度从34 K升高到56 K,相变从一级转变到二级。热退火使相变温度回到原始温度,并恢复一级相变特性。磁性的变化与晶体学性质的变化密切相关,表明了磁结构耦合的重要性。颗粒的磁熵变$-ΔS_{M}$可以根据退火条件在尺寸、形状和峰值温度方面进行调节。对于0--5 T的磁场变化,$-ΔS_{M}$的峰值在9--33 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$的范围内变化。所有的ErCo $_{2}$雾化颗粒的磁热性能可比或优于其他有前途的候选低温磁制冷剂。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic, Transport, and Phonon Properties of the Trivalent Eu Metallic Compound EuBe13
在2 ~ 300 K温度范围内对EuBe 13单晶进行了磁化率、比热和电阻率的测量,以研究其声子性质和Eu离子的价态。所得到的磁化率曲线的温度依赖性服从一个典型的Van Vleck磁化率为Eu 3+与一个双基态在整个测量的温度范围内。在比热的情况下,我们观察到德拜和爱因斯坦声子模式的共存与特征德拜和爱因斯坦温度分别为~ 835 K和~167 K,这与以前报道的其他同构MBe 13化合物(M =稀土和锕系元素)。EuBe 13的电阻率的温度依赖性显示出一个不寻常的T立方一样的依赖在低温下,也观察到的同质异结构的化合物LaBe 13,这可以很好地再现的基础上使用估计的德拜温度和爱因斯坦温度的电子-声子散射的计算。总结了几种Eu基立方化合物的Eu价态与Eu离子与第一近邻原子间的自由距离的关系,指出EuBe 13的自由距离比其它Eu ~(3+)化合物大,但仍处于Eu ~(3+)价态。
2019-01-18 cond-mat.str-el
Ab-initio Phonon Calculations for the layered compound TiOCl
我们提出了第一性原理冻结声子计算的三个拉曼活性$A_g$模式的自旋1/2分层TiOCl系统在两个不同的知名的方法:局域密度近似(LDA)和所谓的LDA+U近似。我们观察到,在LDA+U中实施的平均场水平中包含电子相关导致与实验结果更好的总体一致性。我们还讨论了这两种方法对TiOCl物理的影响。
2005-04-26 cond-mat.str-el
Field-rotational magnetocaloric effect: A new experimental technique for accurate measurement of the anisotropic magnetic entropy
我们开发了一种新的技术来测量热力学熵作为磁场角的函数。该技术能够在前所未有的短测量时间内实现熵的高分辨率角分辨测量。当磁场在绝热条件下旋转时,样品温度由于其熵的场角变化而改变,这被称为旋转磁热效应。通过研究这种效应以及比热,可以确定熵的场角依赖性。为了证明这种技术,我们选择自旋冰化合物Dy $_2$ Ti $_2$ O $_7$作为基准,并显示出良好的一致性之间的测量和理论熵作为场角的函数。这一发展为研究凝聚态物理提供了一种新的途径,其中多自由度起着重要的作用。
2018-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large magnetic entropy change near room temperature in antipervoskite SnCMn3
我们报道了在室温附近观察到的大的磁热效应在反渗透SnCMn 3。在20 kOe和48 kOe的磁场下,一级亚铁磁-顺磁转变温度(TC 279 K)的最大磁熵变分别为80.69 mJ/cm 3 K和133 mJ/cm 3 K。这些值接近于典型磁热材料的值。大的磁热效应与TC附近晶格、电阻率和磁化强度的急剧变化有关。通过对Seebeck系数和正常霍尔效应的测量,发现该体系在TC处发生了电子结构重构。锰基反钙钛矿化合物由于其原料廉价、无毒,适合于追求更大磁热效应的新材料。
2009-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in {[Fe(pyrazole)$_4$]$_2$[Nb(CN)$_8$]$\cdot$4H$_2$O}$_n$ molecular magnet
报道了{[Fe(吡唑)$_4$ ] $_2$ [Nb(CN)$_8$ ] $\cdot$ 4 H $_2$ O} $_n$分子磁体的磁热效应。它的晶体结构为tetrahydroxyl 4 $_1$ /a空间群。该化合物在$T_\mathrm{c}\approx$ 8.3 K时表现出向长程磁有序态的相变。通过弛豫量热法测量确定了磁熵变$ΔS_\mathrm{M}$以及由于外加场变化$μ_0ΔH$ =0.1,0.2,0.5,1,2,5,9 T引起的绝热温度变化$ΔT_\mathrm{ad}$作为温度的函数。$μ_0ΔH=5$ T的$ΔS_\mathrm{M}$在10.3 K时的最大值为4.9 J mol $^{-1}$ K $^{-1}$(4.8 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$)。相应的最大值$ΔT_\mathrm{ad}$在8.9 K时为2.0 K。估计了表征$ΔS_\mathrm{M}$场依赖性的指数$n$的温度依赖性。它在转变温度下达到0.64的值,这与3D海森堡普适类一致。
2013-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el