六角ErMnO3单晶中反常的旋转磁热效应
材料科学
2018-12-05 v1
摘要
已知具有低对称性的正交晶系 RMnO3 多铁材料（R = 磁性稀土）因其强磁晶各向异性而表现出大的旋转磁热效应。在本文中，我们证明六角 ErMnO3 单晶也展现出巨大的旋转磁热效应，可通过在恒定磁场中绕其 a 轴或 b 轴自旋获得。当 ErMnO3 晶体在磁场初始平行于 c 轴的情况下旋转时，在 2、5 和 7 T 的恒定磁场下，熵变最大值分别达到 7、17 和 20 J/kg K。这些值可与某些最佳正交相所示者相比拟甚至更大。更有趣的是，所产生的各向异性热效应约为六角 HoMnO3 单晶所展示者的三倍。六角 ErMnO3 化合物中旋转磁热效应的增强源于 Er3+ 磁子格的独特特征。事实上，位于 2a 位的 Er3+ 磁矩沿 c 轴在接近 3 K 时经历一级变磁转变，导致在较窄温度范围内出现峰化的磁热效应。相比之下，Er3+ 磁矩在 ab 面内的（顺磁）行为在较宽温度范围内产生更大的磁热效应。因此，磁热效应各向异性在 c 方向与 ab 方向之间达到最大，从而产生巨大的旋转磁热效应。
引用
@article{arxiv.1811.05847,
title = {Unusual rotating magnetocaloric effect in the hexagonal ErMnO3 single crystal},
author = {M. Balli and S. Jandl and P. Fournier and J. Vermette and D. Z. Dimitrov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05847},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review B, 2018