ABO3型氧化物材料的磁性和磁热效应研究

来源 :内蒙古科技大学包头师范学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangzexv001
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ABO3型稀土氧化物因其丰富的物理性质得到广泛研究,其中Mn、Fe基稀土复合氧化物更是受到科研人员的青睐。通过A位或B位掺杂不同半径的离子,使晶体结构发生变化,进而显示出不同的物理性质。本文重点研究了ABO3型Mn、Fe基稀土复合氧化物A位或B位掺杂对其磁性和磁热效应的影响,样品制备均选用高温固相反应法,主要内容及结果如下:(1)以ABO3型Mn基稀土氧化物La0.775Eu0.025Sr0.2MnO3为研究对象(A位掺杂)。研究了它的磁性和磁热效应。研究发现:样品的晶体结构为正交结构,其空间群为Pbnm。该样品在15—340 K温区内表现为铁磁特征,340—364 K温区内表现出类Griffiths相特征,364—400 K温区内表现出顺磁特征。在7 T外场下,样品的最大等温磁熵变值为2.60 J/(kg·K),最大制冷能力为439.40 J/kg。(2)以ABO3型Mn基稀土系列氧化物La0.9-xEuxSr0.1MnO3(x=0.000,0.025)为研究对象(A位掺杂)。研究了阳离子Eu3+、Sr2+双掺杂对样品LaMnO3的预成型团簇、临界行为和磁熵变等的影响。研究结果表明:样品均是正交结构,空间群为Pbnm;随着测量温度的升高,依次表现为团簇自旋玻璃特征、铁磁相特征、预成型团簇相特征和顺磁相特征;母相样品的临界指数与Mean-field model拟合最好,掺杂样品的临界指数与3D-Ising model拟合最好;7 T时两样品的最大磁熵变值分别为2.76和2.81 J/(kg·K),最大制冷能力分别为436.01和438.09 J/kg。(3)以ABO3型Fe基稀土系列氧化物DyFe1-xMnxO3(x=0,0.025,0.075,0.15)为研究对象(B位掺杂)。研究了这些样品的结构、磁性和磁热性质。实验结果表明:系列样品均为正交结构,空间群为Pbnm,掺杂后,晶粒的平均尺寸减小。当磁场为7 T时,TC附近的最大磁熵变为18.2 J/(kg·K),最大制冷能力为441 J/kg。(4)以ABO3型Fe基稀土系列氧化物Tb1-xTmxFeO3(x=0.0,0.2)为研究对象(B位掺杂)。研究了掺杂Tm对铁氧体TbFeO3磁性及磁热效应的影响。结果表明:两样品均为正交结构,空间群为D-Pbnm;掺杂后样品特征spin-flip现象减弱,反铁磁性几乎消失,等温磁化强度和磁热效应减小;7 T外场下,两样品的最大磁熵变?SM分别为-13.78、-11.59 J/(kg·K),最大制冷能力分别为316.85、312.89 J/kg。
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