间接交换相互作用导致磁热熵变中显著的晶格贡献
材料科学
2024-03-06 v1
摘要
具有大磁热响应的材料对于磁制冷应用极为重要。有研究认为强自旋-晶格耦合往往会产生大的磁热效应，但尚未提出微观机制。本工作中，我们利用自旋晶格动力学模拟，结合基于第一性原理计算确定的交换相互作用参数，考察了体心立方铁（Fe）与六方密排钆（Gd）中晶格对磁热熵变的贡献。我们发现，六方密排 Gd 中的间接 Ruderman Kittel Kasuya Yosida（RKKY）交换相互作用导致更长程的自旋-晶格耦合，并对低频长波声子产生更强影响。与具有短程直接交换相互作用的体心立方 Fe 相比，这使得晶格对总磁热熵变的贡献更高。我们的分析为理解具有强自旋-晶格耦合磁性材料中的磁热效应提供了框架。我们的发现表明，长程间接 RKKY 型交换会引发更大的晶格磁热熵变贡献，因而有益于磁热材料。
引用
@article{arxiv.2303.02565,
title = {Indirect Exchange Interaction Leads to Large Lattice Contribution to Magnetocaloric Entropy Change},
author = {Lokanath Patra and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.02565},
year = {2024}
}