报道了准一维铁磁CrSbSe $_3$单晶的各向异性磁热效应和临界行为。最大磁熵变$-ΔS_M^{max}$为2.16 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$(对于易$a$轴)(对于硬$b$轴为2.03 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$),并且在磁场变化为50 kOe的情况下,在$T_c$附近对于易$a$轴的相对冷却功率$RCP$为163.1 J kg $^{-1}$(对于硬$b$轴为142.1 J kg $^{-1}$)。磁晶各向异性常数$K_u$在10 K时为148.5 kJ m $^{-3}$,在70 K时降至39.4 kJ m $^{-3}$。沿所有三个轴的重新标度的$ΔS_M(T,H)$曲线分别塌陷到通用曲线上,证实了二级铁磁转变。进一步的$T_c \sim$ 70 K附近的临界行为分析表明,对于$H\parallel a$,临界指数$β$ = 0.26(1)、$γ$ = 1.32(2)和$δ$ = 6.17(9),而对于$H\parallel b$,临界指数$β$ = 0.28(2)、$γ$ = 1.02(1)和$δ$ = 4.14(16)。所确定的临界指数表明,在CrSbSe $_3$的各向异性磁耦合是强烈依赖于所施加的磁场的取向。
英文摘要:
We report anisotropic magnetocaloric effect and critical behavior in quasi-one-dimensional ferromagnetic CrSbSe$_3$ single crystal. The maximum magnetic entropy change $-ΔS_M^{max}$ is 2.16 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$ for easy $a$ axis (2.03 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$ for hard $b$ axis) and the relative cooling power $RCP$ is 163.1 J kg$^{-1}$ for easy $a$ axis (142.1 J kg$^{-1}$ for hard $b$ axis) near $T_c$ with a magnetic field change of 50 kOe. The magnetocrystalline anisotropy constant $K_u$ is estimated to be 148.5 kJ m$^{-3}$ at 10 K, decreasing to 39.4 kJ m$^{-3}$ at 70 K. The rescaled $ΔS_M(T,H)$ curves along all three axes collapse onto a universal curve, respectively, confirming the second order ferromagnetic transition. Further critical behavior analysis around $T_c \sim$ 70 K gives that the critical exponents $β$ = 0.26(1), $γ$ = 1.32(2), and $δ$ = 6.17(9) for $H\parallel a$, while $β$ = 0.28(2), $γ$ = 1.02(1), and $δ$ = 4.14(16) for $H\parallel b$. The determined critical exponents suggest that the anisotropic magnetic coupling in CrSbSe$_3$ is strongly dependent on orientations of the applied magnetic field.
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。
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.
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)
Ising Supercriticality and Universal Magnetocalorics in Spiral Antiferromagnet Nd$_3$BWO$_9$
Beihang University(北京航空航天大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学)