【摘 要】
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近年来,因磁制冷技术的潜在应用,探索新的具有较大磁熵变的磁性材料备受关注。在本文中,我们合成了蜂窝晶格化合物GdCrTeO6和GdMnTeO6,并对其晶体结构、磁性和磁热效应进行了系统的研究,主要内容如下:1、简要概述了研究背景、磁制冷基本原理、磁热效应、样品制备手段、晶体结构和磁性表征设备。2、利用高温固相法制备了化合物GdCrTeO6和GdMnTeO6多晶样品。X-射线粉末衍射结果表明,样品为
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近年来,因磁制冷技术的潜在应用,探索新的具有较大磁熵变的磁性材料备受关注。在本文中,我们合成了蜂窝晶格化合物GdCrTeO6和GdMnTeO6,并对其晶体结构、磁性和磁热效应进行了系统的研究,主要内容如下:1、简要概述了研究背景、磁制冷基本原理、磁热效应、样品制备手段、晶体结构和磁性表征设备。2、利用高温固相法制备了化合物GdCrTeO6和GdMnTeO6多晶样品。X-射线粉末衍射结果表明,样品为单相且具有层状蜂窝晶体结构,空间群分别为P-3和P-31C。利用Retiveld晶体结构精修,获得了GdCrTeO6和GdMnTeO6的结构参数。3、GdCrTeO6的磁化率曲线呈现顺磁性行为,但居里-外斯温度为-7.3 K,表明反铁磁相互作用占主导。零场比热曲线上在10 K附近出现了一个尖峰,证明了反铁磁有序的存在。我们认为,Gd3+和Cr3+离子磁性相互独立,反铁磁有序起源于Cr3+离子之间的反铁磁相互作用,而Gd3+离子是顺磁的,电子自旋共振实验进一步证实了其顺磁性。4、GdMnTeO6的磁化率曲线在7.7 K附近出现一个尖峰,对应于顺磁-反铁磁相变。居里-外斯温度为2.6 K,接近于零,说明反铁磁与铁磁相互作用强度相当、互相竞争。低温磁化曲线呈现出场诱导的反铁磁-铁磁相变,临界磁场为0.7 T。电子自旋共振实验进一步证实了磁相变的发生。5、研究了GdCrTeO6和GdMnTeO6的磁热效应,在磁场变化为7 T时,最大磁熵变分别为41.8 J×kg-1×K-1和29.8 J×kg-1×K-1。其中,GdCrTeO6在0-3 T的低场范围,最大磁熵变可达31.3 J×kg-1×K-1。这些值超过大多数Gd基磁热材料的值。考虑到两个化合物无明显磁滞效应,可将其作为低温磁制冷候选材料。
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