Магнитокалорический эффект в окрестности фазовых переходов первого рода в соединениях редкоземельных и переходных металлов
Диссертация
Изучение магнитокалорического эффекта (МКЭ), наблюдающегося в различных материалах под действием магнитного поля, является актуальной задачей физики конденсированных сред по нескольким причинам. Во-первых, исследования магнитокалорических свойств материалов обычно происходит в комплексе с исследованиями других его свойств, что позволяет получить сведения о взаимосвязи магнитных упругих и тепловых… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор литературы
- 1. Термодинамические методы расчета величины магнитокалорического эффекта
- 2. Спин-переориентационные переходы в кубических магнетиках
- 3. Магнитокалорический эффект и метамагнитные переходы в антиферромагнетиках
- 4. Фазовые переходы первого рода типа порядок-беспорядок
- Глава 2. Экспериментальные установки и методика измерений
- 1. Установка для измерения динамической магнитной восприимчивости
- 2. Установка для измерения магнитокалорического эффекта
- 3. Измерение намагниченности, теплоемкости и расчет магнитокалорического эффекта по этим данным
- 4. Образцы
- Глава 3. Магнитокалорический эффект и фазовые переходы типа порядок-порядок
- 1. Метамагнитный переход в соединении Gd2In
- 2. Спин-переориентационный переход в соединении, Но А
- Глава 4. Магнитокалорический эффект и фазовые переходы типа порядок-беспорядок
- 1. Магнитострикционная модель и переход в соединениях MnFe{PX-xAsx)
- 2. Метамагнитный переход в зонных магнетиках La{FexSii^x)z
- 3. Магнитоструктурный переход в соединениях Gd${SixGei-x)
- Обсуждение
Список литературы
- К. A. Gschneidner Jr, V. К. Pecharsky, // Journ. Appl. Phys. 85 (1999), 5365.
- V. К. Pecharsky, К. A. Gschneidner Jr. Giant magneto caloric effect in Gd5{Si2Ge2). //Phys. Rev. Lett. 78 (1997), 4494.
- O. Tegus, E. Bruck, К. H. J. Buschow, F. R. de Boer, Transition-metal-based magnetic refrigerants for room-tempersture applications. // Nature 415 (2002), 150.
- И. А. Квасников, Термодинамика и статистическая физика. // М. Изд-во МГУ, 1991 г.
- Г. С. Кринчик, Физика магнитных явлений. // М. Изд-во МГУ, 1976 г.
- А. М. Tishin, Y. I. Spichkin, The magnetocaloric effect and its applications. // IOP Publishing Ltd. London, 2003.
- Б. А. Струков, А. П. Леванюк, Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. // М. Изд-во Наука, 1983 г.
- Н. С. Акулов, Л. В. Киренский, // J. Phys. USSR 1940, т. 9, стр 31.
- А. С. Андреенко, К. П. Белов, С. А. Никитин, А. М. Тишин, Магнитокалорические эффекты в редкоземельных магнетиках. // УФН 1989, т. 158, вып. 4, стр 553.
- К. П. Белов, А. К. Звездин, А. М. Кадомцева, Р. 3. Левитин, Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках. // М. Наука, 1979.
- Л. Д. Ландау, Е. М. Лившиц, Статистическая физика // М. Наука, 1988.
- U. Atzmony, М. Dariel, Nonmajor cubic symmetry axes of easy magnetization in rare-earth iron Laves compounds. // Phys. Rev. В 13 (1976), 4006.
- К. П. Белов, С. А. Никитин, К теории аномалий физических, свойств ферримагпетиков в районе точки магнитной компенсации. // ЖЭТФ 1970, т. 58, вып. 3, стр. 937.
- С. А. Никитин, Е. В. Талалаева, Л. А. Черникова, А. С. Андреенко, Магнитокалорический эффект и магнитные свойства интерметаллических соединений TbxYx^xFe2. // ФММ 1975, т. 40, вып. 5, стр. 967.
- A. Clark, Е. Callen, // Journ. Appl. Phys. 39 (1968), 5972.
- А. К. Звездин, В. М. Матвеев, // ЖЭТФ 1972, т. 62, стр 260.
- А. К. Звездин, В. М. Матвеев, О физических свойствах ферримагпетиков вблизи температуры компенсации. // Изв. АН СССР, сер. физическая 1972, т. 36, стр. 1441.
- К. П. Белов, Л. А. Черникова, Е. В. Талалаева, Р. 3. Левитин, Т. В. Кудрявцева, С. Амадези, В. И. Ивановский, Индуцированная неколлинеарпая магнитная структура в редкоземельных ферритах-гранатах. // ЖЭТФ 1970, т. 58, стр. 1923.
- С. А. Никитин, Е. В. Талалаева, Л. А. Черникова, А. С. Андреенко, Магнитокалорический эффект в соединениях металлов с железом. // ЖЭТФ 1973, т. 65, вып. 5, стр. 2058.
- S. Chikazumi, Physics of ferromagnetism // Claredon Press, Oxford, 1997.
- А. С. Боровик-Романов, Лекции no низкотемпературному магнетизму // НГУ, Новосибирск, 1976.
- А. Г. Березин, В. Г. Шавров, // ЖЭТФ 1977 т. 72, стр. 2362.
- Т. Nagamiya, К. Yosida, R. Kubo, // Adv. Phys. 4 (1955), 1.
- I. S. Jacobs, GE Report No. 69-C-112 // American Institute of Physics Handbook, 3ed edn. McGraw-Hill, New York, 1972.
- К. Тейлор, M. Дарби, Физика редкоземельных соединений. // М Мир, Москва, 1974.
- W. Е. Evenson, S. H. Liu, theory of magnetic ordering in the heavy rare earth. 11 Phys. Rev. 178 (1969), 783.
- E. S. Fisher, D. Dever, // Trans. Met. Soc. 239 (1967), 48.
- B. R. Cooper, // Phys. Rev. Lett. 19 (1967), 900.
- M. Bacmann, J. L. Sobeyroux, R. Barret, D. Fruchart, R. Zach, S. Niziol, R. Fruchart, Magnetoelastic transition and antiferro-ferromagnetic oredring in the system MnFePi-xAsx. // JMMM 134 (1994), 59.
- S. K. Banerjee, // Phys. Lett. 12 (1964), 17.
- B. Barbara, M.F. Rossignol, J.X. Boucherle, Magnetic behavior of H0AI2 single crystal. // Physics Letters 55A (1975), 321.
- B. Barbara, J.X. Boucherle, B. Michelutti, M.F. Rossignol, First order reorientation in H0AI2 ¦ 11 Sol. State Comm. 31 (1979), 477.
- B. Barbara, M. F. Rossignol, J. X. Boucherle, J. Schweizer, Crystal field and exchange in the cubic H0AI2 compound. // Physica 86−88B (1977), 83.
- B. Barbara, D. K. Ray, M. F. Rossignol, F. Sayetat, Evaluation of the biquadratic pair coupling from the magnetic anisotropy in rare earth intermetallic compound HoA12 Ц Sol. State Comm. 21 (1977), 513.
- C. P. Bean, D. S. Rodbell, Magnetic disorder as a first-order phase transformation. 11 Phys. Rev. 126 (1962), 104.
- M. Blum, 11 Phys. Rev. 141 (1966), 517.
- W. Choe, K.A. Gschneidner Jr, V.K. Pecharsky, A.O. Pecharsky, V. G. Young Jr, G. J. Miller, Making and breaking covalent bonds across the magnetic transition in the giant magnetocaloric material Gds (Si2Ge2). // Phys. Rev. Lett. 84 (2000), 4617.
- A. E. Clark, B. F. DeSavage, F. Bozorth // Phys. Rev. 138A (1965), p. 216.
- G. W. Crabtree // Phys. Rev. B, 1977, Vol. 16, p. 1117.
- R. W. de Blois, D. S. Rodbell, Magnetic first-order phase transition in single-crystal MnAs. 11 Phys. Rev. 130 (1963), 1347.
- И. E. Дзялошинский, 11 ЖЭТФ, 1964, т 47, стр. 336.
- A. Fujita, S. Fujieda, К. Fukamichi, Itinerant electron metamagnetic transition and large magnetovolume effects in La (FexSi-x)i3 compounds. // Phys. Rev. В 65 (2001), 14 410.
- A. Fujita, Y. Akamatsu, K. Fukamichi, Itinerant electron metamagnetic transition in La (FexSii-x)i3 compounds. // Jornal of Appl. Phys. 85 (1999), 4756.
- R. B. Goldfarb, J. V. Minervini, Calibration of ac susceptometer for cylindrical speciment, // Rev. Sci. Instrum. 55 (1984), 761.
- T. Goto, K. Fukamichi, H. Yamada, Itinerant electron metamagnetism and peculiar magnetic properties observed in 3d and 5f intermetallics. // Physica В 300(2001), 167.
- H. П. Гражданкина, Магнитные фазовые переходы 1 рода. // УФН, 1968, т. 96, стр. 291.
- К.A. Gschneidner Jr, V.K. Pecharsky, Intermetallic compounds for magnetic refrigeration, in Intermetallic compounds Principles and Practice, edited by J.H. Westbrook and R.L. Fleischer // John Wiley к Sons, N.Y., 2001, v.3.
- K.A. Gschneidner Jr, V.K. Pecharsky, Magnetocaloric materials. // Annu. Rev. Mater. Sci. 30 (2000), 387.
- K. A. Gschneidner Jr., V. K. Pecharsky, // J. Alloys Сотр., 303−304 (2000), 214.
- С. Guillaud, // J. Phys. Radium 12 (1951), 233.
- T. Hashimoto, K. Matsumoto, T. Kurihara, T. Numazawa, Investigations on the possibility of the RAl2 system as a refrigerant in an Ericsson type magnetic refrigerator. // Adv. Cryog. Eng. 32 (1986), 279.
- T. W. Hill, W. E. Wallace, R. S. Craig, T. Inoue, Low temperature heat capacities and related thermal properties ofTbAl2 and HoAl2 // J. Solid St. Chem., 8 (1973), 364.
- А. С. Илюшин, Введение в структурную физику редкоземельных интерметаллических соединений. // МГУ, 1991 г.
- M.R. Ibarra, E.W. Lee, A. del Moral, О. Moze, Magnetic anisotropy and spin-reorientation in HoAl2 // Sol. State Comm. 53 (1985) 183.
- С. S. Jee, С. L. Lin, Т. Mihalisin, X. Q. Wang, Magnetization and specific heat studies ofGd2In. // J. Appl. Phys. 79 (1996), 5403.
- Л. Д. Ландау, E. M. Лившиц, Электродинамика сплошных сред // М. Наука, 1988.
- Е. М. Levin, А. О. Pecharsky, V. К. Pecharsky, К. A. Gschneidner, Jr., // Phys. Rev. В 63 (2001), 64 426.
- E. M. Levin, А. О. Pecharsky, V. К. Pecharsky, and K. A. Gschneidner, Jr., // Phys. Rev. В 63 (2001), 64 426.
- P. 3. Левитин, А. С. Маркосян, Зонный метамагпетизм. // УФН, 1988, т. 155, стр. 623.
- С. Magen, Z. Arnold, L. Morellon, Y. Skorokhod, P. A. Algarabel, M. R. Ibarra, and J. Kamarad, // Phys. Rev. Lett. 91 (2003), 207 202.
- S. P. McAlister, Magnetic and electrical properties of Gd2In. //J. Phys. F 14 (1984), p 2167.
- A. J. P. Meyer, P. Taglang, // Сотр. Rend. 246 (1958), 1820.
- A. H. Millhouse, H. G. Purwins, E. Walker, Solid St. Comm., 11 (1972), 707.
- R. Mitsudo, K. Motizuki, T. Nagamiya, // J. Phys. Soc. Japan, 20 (1965), 710.
- L. Morelon, P.A. Algarabel, M.R. Ibarra, J. Blasco, // Phys. Rev. B, 62 (2000), 1022.
- L. Morelon, P.A. Algarabel, M.R. Ibarra, J. Blasco, B. Garcia-Landa, Z. Arnold, F. Albertini, // Phys. Rev. B, 58 (1998), 14 721.
- С. А. Никитин, Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. // МГУ, Москва, 1989.
- A. Palenzona, The crystal structure and lattice constants of R2In and some R$In3 compounds. // Journ. of Less-comm. Met. 16 (1968), 379.
- Т. Т. M. Palstra, G. J. Nieuwenhuys, J. A. Mydosh, К. H. J. Buschow, Mic-tomagnetic, ferromagnetic and antiferromagnetic transition in La (FexAlia-)i3 intermetallic compound. // Phys. Rev. В 31 (1985), 4622.
- Т. Т. M. Palstra, G. J. Nieuwenhuys, J. A. Mydosh, A. M. Van der Kraan, K. H. J. Buschow, // JMMM 36 (1983), 290.
- V. К. Pecharsky, К. A. Gschneidner, Jr., Magnetocaloric effect from inderect measurements: Magnetization and heat capacity., // Journ. App. Phys. 86 (1999), 565.
- V. K. Pecharsky, K. A. Gschneidner, Jr., Comparision of the magnetocaloric effect derived from heat capacity, direct and magnetization measurements. // Adv. Cryo. Engin. 613 (2002), 985.
- V. K. Pecharsky, K. A. Gschneidner, Jr., The heat capacity near first order phase transitions and the magnetocaloric effect. // Journ. App. Phys. 86 (1999), 6315.
- V. K. Pecharsky, J. O. Moorman, K. A. Gschneidner, Jr. // Rev. Sci. Instrum. 68 (1997), 452.
- D. Penn, M. Cohen, // Phys. Rev., 155 (1967), 468.
- H.G. Purwins, A. Leson, // Adv. Phys., 39 (1990), 309.
- P. J. von Ranke, A. de Campos, L. Caron, A. A. Coelho, S. Gama, N. A. de Oliveira, Calculation of the giant magnetocaloric effect in the MnFePo.45Aso.55 compound. // Phys. Rev. В 70 (2004), 94 410.
- M. Sahashi, H. Niu, Y. Tohkai, K. Inomata, T. Hashimoto, T. Kuzuhara, A. Tomokiyo, H. Yayama, Specific heat and magnetic entropy associated with magnetic ordering in Al-rich RAI2 sintered compounds. // IEEE Trans, on Magn. 23 (1987), 2853.
- M. Shimizu, // Proc. Phys. Soc. 84 (1964), 397.
- M. Shimizu, // Proc. Phys. Soc. 86 (1965), 147.
- M. Shimizu, Itinerant electron metamagnetism. // J. de Physique. 43 (1982), 155.
- J. S. Smart, // Phys. Rev. 90 (1953), 55.
- E. C. Stoner, // Proc. Roy. Soc. A165 (1938), 372.
- W. M. Swift, W. E. Wallace, //J. Phys. Chem. Solids, 29 (1968), 2053.
- О. Tegus, Е. Bruck, X. W. Li, L. Zhang, W. Dagula, F. R. de Boer, К. H. J. Buschow, Tuning of the magneto-caloric effects in MnFe (P, As) by substitution of elements. // JMMM. 272−276 (2004), 2389.
- A. M. Tishin, K. A. Gschneidner Jr, V. K. Pecharsky, // Phys. Rev. В 59 (1999), 503.
- С. В. Тябликов, Методы квантовой теории магнетизма. // М. Наука, 1965 г.
- D. Ravot, О. Gorochnov, Т. Roisnel, G. Andre, F. Bouree-Vigneron, J. A. Hodges, Magnetic properties of R2I11. // Int. Journ. of Mod. Phys. В 7 (1993), 818.
- C.M. Williams, N.C. Koon, B.N. Das, Spin reorientations in single crystal HoAl2−11 J. appl. Phys. 50 (1979), 1669.
- E. P. Wohlfarth, P. Rhodes. // Phil. Mag. 7 (1962), 1817.
- R. Zach, M. Guillot, J. Tobota, //J. Appl. Phys. 83 (1998), 7237.
- Э. А. Завадский, В. И. Вальков, Магнитные фазовые переходы. // Наукова думка, Киев, 1980.
- Н. Zijlstra, Experimental methods in magnetism // North-Holland, Amsterdam, 1967, Vol. 2, pp. 72−79.
- Y. I. Spichkin, A. M. Tishin, Magnetocaloric effect at the first-order magnetic phase transitions. // J. All. Сотр. 403 (2005), 38.
- О. Tegus, Novel materials for magnetic refrigeration. // Ph.D. thesis, Amsterdam, 2003.