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伊辛型反铁磁体DySb的巨磁卡效应

   

磁熵变大小是衡量磁致冷效率高低的一个重要指标,但是由于一级结构相变本身具有磁滞或者热滞的特点,会妨碍高制冷效率的获得。因此,研究和寻找同时具有高磁熵变和低磁滞及低热滞的磁致冷材料变得非常重要。本文研究的稀土化合物DySb是一种伊辛型反铁磁体,反铁磁转变温度为9K。采用传统的固态烧结工艺可以制备出高质量的单相样品。DySb在外磁场分别为2T和4T左右,各具有一个由磁场诱导的变磁相变,同时伴随着立方晶格的微小四方畸变。通过初始磁化曲线的测量,利用Arrott关于一级磁相变的理论,获得了该化合物在磁性转变点附近的磁相图。在奈尔点以下,它具有一个由2T外场诱导的反铁磁到铁磁的一级磁转变;在奈尔温度以上,在外场下有一个从顺磁到铁磁的一级磁转变。由于稀土金属固有的大原子磁矩,这个一级磁转变使样品具有了大的磁卡效应:在11K温度下,从0T到5T,磁熵变(-)为15.8J/kg K。这个数值和以前研究的另外一种低温型磁致冷材料Er2Rui2相当。另外,磁滞回线的研究表明,该化合物在该温度区几乎没有磁滞效应,这是一般的巨磁卡材料所不具备的。总之,简单的合成工艺、大的磁熵变效应以及小的磁滞,表明DySb化合物是一种潜在的具有应用价值的低温区磁致冷材料。

The negative magnetic-entropy change - of DySb as a function of temperature for different magnetic-field changes . Inset: as a function of - at 9 K.

 

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