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Eu0.9M0.1TiO3(M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)的磁性和磁热效应

郝志红 王海英 张荃 莫兆军

Eu0.9M0.1TiO3(M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)的磁性和磁热效应

郝志红, 王海英, 张荃, 莫兆军
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  • EuTiO3是直接带隙半导体材料,在液氦温度附近呈现反铁磁性,且具有较大的磁熵变,但是当其转变为铁磁性时,可以有效提高低磁场下的磁熵变.本文通过元素替代,研究晶格常数的变化和电子掺杂对磁性和磁热效应的影响.实验采用溶胶凝胶法制备EuTiO3和Eu0.9M0.1TiO3M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)系列样品.结果表明:大离子半径的碱土金属离子替代提高了铁磁性耦合,有利于提高低磁场下的磁热效应.电子掺杂可以抑制其反铁磁性耦合从而使其表现为铁磁性.当大离子半径的稀土La和Ce离子替代Eu离子时,既增大了晶格常数也实现了电子掺杂,表现出较强的铁磁性.在1 T的磁场变化下,Eu0.9La0.1TiO3和Eu0.9Ce0.1TiO3的最大磁熵变分别为10.8和11 J/(kg· K),均大于EuTiO3的9.8 J/(kg· K);制冷能力分别为39.3和51.8 J/kg,相对于EuTiO3也有所提高.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-21
  • 修回日期:  2018-10-19

Eu0.9M0.1TiO3(M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)的磁性和磁热效应

  • 1. 天津职业大学眼视光工程学院, 天津 300410;
  • 2. 天津理工大学材料科学与工程学院, 材料物理研究所, 天津 300384
    基金项目: 

    天津职业大学科学研究基金(批准号:20161102)和天津市教委自然科学基金(批准号:2017KJ247)资助的课题.

摘要: EuTiO3是直接带隙半导体材料,在液氦温度附近呈现反铁磁性,且具有较大的磁熵变,但是当其转变为铁磁性时,可以有效提高低磁场下的磁熵变.本文通过元素替代,研究晶格常数的变化和电子掺杂对磁性和磁热效应的影响.实验采用溶胶凝胶法制备EuTiO3和Eu0.9M0.1TiO3M=Ca,Sr,Ba,La,Ce,Sm)系列样品.结果表明:大离子半径的碱土金属离子替代提高了铁磁性耦合,有利于提高低磁场下的磁热效应.电子掺杂可以抑制其反铁磁性耦合从而使其表现为铁磁性.当大离子半径的稀土La和Ce离子替代Eu离子时,既增大了晶格常数也实现了电子掺杂,表现出较强的铁磁性.在1 T的磁场变化下,Eu0.9La0.1TiO3和Eu0.9Ce0.1TiO3的最大磁熵变分别为10.8和11 J/(kg· K),均大于EuTiO3的9.8 J/(kg· K);制冷能力分别为39.3和51.8 J/kg,相对于EuTiO3也有所提高.

English Abstract

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