Magnetostriction and Magnetocaloric Properties of the Mn 1 –  x  Fe  x  As System

A. B. Gadzhiev; Гаджиев А. Б.; A. G. Gamzatov; Гамзатов А. Г.; L. N. Khanov; Ханов Л. Н.; V. I. Mityuk; Митюк В. И.; G. A. Govor; Говор Г. А.; A. M. Aliev; Алиев А. М.

doi:10.31857/S001532302360123X

Магнитострикция и магнитокалорический эффект в сплавах Mn_1 – xFe_xAs

Авторы: Гаджиев А.Б.¹, Гамзатов А.Г.¹, Ханов Л.Н.¹, Митюк В.И.², Говор Г.А.², Алиев А.М.¹
Учреждения:
1. Институт Физики им. Х.И. Амирханова, ДФИЦ РАН
2. НПЦ НАН Белоруссии по материаловедению
Выпуск: Том 124, № 11 (2023)
Страницы: 1117-1121
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/232713
DOI: https://doi.org/10.31857/S001532302360123X
EDN: https://elibrary.ru/IBPAAT
ID: 232713

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты исследования температурной зависимости магнитокалорического эффекта (ΔТ_ad), теплового расширения и магнитострикции в системе Mn_1 – хFe_xAs (х = 0.003, 0.006) в магнитных полях до 8 Тл. Показано, что увеличение концентрации железа в системе Mn_1 – хFe_xAs приводит к смещению температуры фазового перехода в сторону низких температур на 15 K. В поле 8 Тл величина ΔТ_ad = 8.3 K для образца Mn_0.997Fe_0.003As при начальной температуре T₀ = 318 K, и ΔТ_ad = 7.7 K для Mn_0.994Fe_0.006As при T₀ = 307 K. Данные по тепловому расширению и магнитострикции показывают, что с увеличением концентрации железа магнитострикция уменьшается, что также приводит к уменьшению магнитокалорического эффекта.

Ключевые слова

магнитострикция, магнитокалорический эффект

Список литературы

De Campos A., Rocco D.L., Carvalho A.M.G., Caron L., Coelho A.A., Gama S., da Silva L.M., Gandra F.C. G., dos Santos A.O., Cardoso L.P., von Ranke P.J. & de Oliveira N.A. Ambient pressure colossal magnetocaloric effect tuned by composition in Mn1 – xFexAs // Nature Materials. 2006. V. 5. P. 802–804.
Gama S., Coelho A.A., de Campos A., Carvalho A.M.G., Gandra F.C.G., von Ranke P.J., de Oliveira N.A. Pressure-Induced Colossal Magnetocaloric Effect in MnAs // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. P. 237202.
Yu B.F., Gao Q., Zhang B., Meng X.Z., Chen Z. Review on research of room temperature magnetic refrigerationRecherches sur les systèmes frigorifiques magnétiques à température ambiante: la littérature passée en revue // Int. J. Refrigeration. 2003. V. 26. P. 622.
Tocado L., Palacios E., Burriel R. Adiabatic measurement of the giant magnetocaloric effect in MnAs // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2003. V. 84. P. 213–217.
Aliev A.M., Khanov L.N., Gamzatov A.G., Batdalov A.B., Kurbanova D.R., Yanushkevich K.I., Govor G.A. Giant magnetocaloric effect in MnAs1 − xPx in a cyclic magnetic field: Lattice and magnetic contributions and degradation of the effect // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 118. P. 072404.
Соколовский В.В., Мирошкина О.Н., Бучельников В.Д. Обзор современных теоретических методов исследования магнитокалорических материалов // ФММ. 2022. Т. 123. С. 344–402.
Zarkevich N.A., Zverev V.I. Viable Materials with a Giant Magnetocaloric Effect // Crystals. 2020. V. 10. P. 815–845.
Wada H., Tanabe Y. Giant magnetocaloric effect of MnAs1 – xSbx // Appl. Phys. Lett. 2001. V. 79. P. 3302–3304.
Соколовский В.В., Мирошкина О.Н., Бучельников В.Д., Марченков В.В. Магнитокалорический эффект в металлах и сплавах // ФММ. 2022. Т. 123. С. 339–343.
Krenke T., Duman E., Acet M., Wassermann E.F., Moya X., Manosa L., Planes A. Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni–Mn–Sn alloys // Nat. Mater. 2005. V. 4. P. 450–454.
Sandeman K.G., Daou R., Ozcan S., Durrell J.H., Mathur N.D., Fray D.J. Negative magnetocaloric effect from highly sensitive metamagnetism in CoMnSi1 – xGex // Phys. Rev. B. 2006. V. 74. P. 224 436–224 442.
Алиев А.М., Батдалов А.Б., Калитка В.С. Магнитокалорические свойства манганитов в переменных магнитных полях // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 90. С. 736–739.
Yu B., Liu M., Egolf P.W., Kitanovski A. A review of magnetic refrigerator and heat pump prototypes built before the year 2010 // Intern. J. Refrigeration. 2010. V. 33. P. 1029–1060.
Phan M.H., Yu S.C. Review of the magnetocaloric effect in manganite materials // J. Magn. Magn. Mater. 2007. V. 308. P. 325–340.
Rocco D.L., de Campos A., Carvalho A.M.G., Caron L., Coelho A.A., Gama S., Gandra F.C.G., dos Santos A. O., Cardoso L.P., von Ranke P.J., de Oliveira N.A. Ambient Pressure Colossal Magnetocaloric Effect in Mn1 − xCuxAs compounds // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 90. P. 242 507–242 510.
Balli M., Fruchart D., Gignoux D., Dupuis C., Kedous-Lebouc A., Zach R. Giant magnetocaloric effect in Mn1 − x(Ti0.5V0.5)xAs: Experiments and calculations // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. P. 103908–103911.
Selte K., Kjekshus A., Andresen A.F., Zieba A. On the magnetic properties of transition metal substituted MnAs // J. Phys. Chem. of Solids. 1977. V. 38. P. 719–725.
Ziba A., Zach R., Fjellvag H., Kjekshus A. Effect of external pressure and chemical substitution on the phase transitions in MnAs // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1987. V. 48. P. 79–89.
Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел // М.: Наука, 1974. С. 294.
Ханов Л.Н., Батдалов А.Б., Маширов А.В., Каманцев А.П., Алиев А.М. Магнитокалорический эффект и магнитострикция в сплаве Гейслера Ni49.3Mn40.4In10.3 в переменных магнитных полях // ФТТ. 2018. Т. 60. С. 1099–1102.
Ido H., Yasuda S., Kido G. Magnetization and magnetostriction of MnAs0.7Sb0.3 in the paramagnetic temperature region // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. 4621–4623.
Rocco D.L., de Campos A., Carvalho M.A.G., dos Santos A.O., da Silva L.M., Gama S., da Luz M.S., von Ranke P., de Oliveira N.A., Coelho A.A., Cardoso L.P., Souza J.A. Influence of chemical doping and hydrostatic pressure on the magnetic properties of Mn1 − xFexAs magnetocaloric compounds // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. P. 054431–054440.