通过优化厚度诱导的三维应变态调控磁热效应
材料科学
2021-12-30 v1
摘要
研究了三维应变态对生长在 SrTiO3 (001)（STO）和 LaAlO3 (001)（LAO）两类衬底上的外延 La0.8Ca0.2MnO3（LCMO）薄膜磁热性质的影响，薄膜厚度范围为 25 至 300 nm。STO 衬底施加面内双轴拉伸应变，而 LAO 衬底施加面内双轴压缩应变。STO 衬底对 LCMO 的面内双轴应变比 LAO 衬底松弛得更快，但 LCMO/STO 和 LCMO/LAO 均在 75 nm 临界厚度（6 T 外加磁场下）分别展现出 12.1 J/Kg-K 和 3.2 J/Kg-K 的最大熵变。发现 LCMO/LAO 表现出更宽的转变温度区域，其 dM/dT 对 T 曲线的半高全宽（FWHM）为 40 K，而 LCMO/STO 该曲线的 FWHM 为 33 K。这种转变区域的展宽表明，通过改变应变类型可获得类表格磁热效应（MCE）。在 75 nm 厚度处还观察到 LCMO/STO 的最大相对制冷功率为 361 J/Kg，LCMO/LAO 为 339 J/Kg。居里温度随厚度变化，揭示了由于应变弛豫导致的铁磁相互作用强度变化。薄膜厚度与衬底诱导的晶格应变被证明是控制 MCE 的重要参数。在特定厚度处的最高 MCE 响应显示了通过优化厚度来调控其他器件中 MCE 的可能性。
引用
@article{arxiv.2108.12640,
title = {Tuning magnetocaloric effect by optimizing thickness induced 3D strain state},
author = {Samir Kumar Giri and Wasim Akram and Manisha Bansal and Tuhin Maity},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.12640},
year = {2021}
}