PHA GRIFFITH VÀ ƯỚC LƯỢNG HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT  TRONG VẬT LIỆU NA NÔ La0.78Ca0.22MnO3

Phạm Thanh Phong; Phạm Hồng Nam; Tạ Ngọc Bách; Lưu Hữu Nguyên; Lê Viết Báu; Lê Thị Tuyết Ngân; Nguyễn Văn Đăng

PHA GRIFFITH VÀ ƯỚC LƯỢNG HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT TRONG VẬT LIỆU NA NÔ La0.78Ca0.22MnO3

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 20/05/19 Ngày hoàn thiện: 25/09/19 Ngày đăng: 03/10/19

Các tác giả

1. Phạm Thanh Phong, Viện tiên tiến Khoa học Vật liệu – ĐH Tôn Đức Thắng
2. Phạm Hồng Nam, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Tạ Ngọc Bách, Viện Khoa học Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Lưu Hữu Nguyên, Trường Đại học Khánh Hòa
5. Lê Viết Báu, Trường Đại học Hồng Đức
6. Lê Thị Tuyết Ngân, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
7. Nguyễn Văn Đăng , Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Pha Griffith và hiệu ứng từ nhiệt trong vật liệu nano La_0.78Ca_0.22MnO₃đã được nghiên cứu một cách chi tiết. Biến thiên entropy từ và biến thiên nhiệt dung riêng đã được tính toán bằng mô hình hiện tượng luận, dựa trên số liệu M(T) của mẫu. Giá trị lớn nhất của biến thiên entropy từ trong từ trường 12 kOe là 0,95 J/kg.K. Kết quả trên cho thấy vật liệu nano La_0.78Ca_0.22MnO₃hứa hẹn tiềm năng ứng dụng trong kỹ thuật làm lạnh bằng từ tính. Ngoài ra sự trùng lắp thành đường cong duy nhất của biến thiên entropy từ tại các từ trường khác nhau chứng tỏ chuyển pha từ của vật liệu là chuyển pha loại hai. Sự xuất hiện pha Griffith đã làm tăng cường hiệu ứng từ nhiệt trong mẫu.

Từ khóa

vật liệu từ tính; nano manganites; pha Griffith; hiệu ứng từ nhiệt; La0.78Ca0.22MnO3

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1]. A. J. Millis, P. B. Littlewood, B. I. Shraiman, “Double exchange alone does not explain the resistivity of La_1−xSr_xMnO₃“, Phys. Rev. Lett., Vol. 74, pp. 5144-5147, 1995.

[2]. Dagotto E. (ed), Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance, Berlin: Springer, 1995.

[3]. M. Uehara, S. Mori, C. H Chen, S-. W. Cheong, “Percolative phase separation underlies colossal magnetoresistance in mixed-valent manganites”, Nature, Vol. 399, pp. 560-563, 1999.

[4]. J. M. De Teresa, M. R. Ibarra, P. A. Algarabel, C. Ritter, C. Marquina, J. Blasco, J. Garcia, A. del Moral, Z. Arnold, “Evidence for magnetic polarons in the magnetoresistive perovskites”, Nature, Vol. 386, pp. 256-259, 1997.

[5]. J. Burgy, M. Mayr, V. Martin-Mayor, A. Moreo, E. Dagotto, “Colossal effects in transition metal oxides caused by intrinsic inhomogeneities”, Phys. Rev. Lett., Vol. 87 pp. 277202 (4 pages), 2001.

[6]. A. J. Millis, “Cooperative Jahn-Teller effect and electron-phonon coupling in _La1-xA_xMnO₃”, Phys. Rev. B, Vol. 53, pp. 8434-8441, 1996.

[7]. M. B. Salamon, P. Lin, S. H. Chun, “Colossal Magnetoresistance is a Griffiths Singularity”, Phys. Rev. Lett., Vol. 88, pp. 197203 (4 pages), 2002.

[8]. R. B. Grifﬁths, “Nonanalytic behavior above the critical point in a random Ising ferromagnet“, Phys. Rev. Lett., Vol. 23, pp.17-19, 1969.

[9]. J. Deisenhofer, D. Braak, H. A. Krug von Nidda, J. Hemberger, R. M. Eremina, V. A. Ivanshin, A. M. Balbashow, G. Jug, A. Loidl, T. Kimura, Y. Tokura, “Observation of a Griffiths Phase in Paramagnetic La_1-xSr_xMnO₃”, Phys. Rev. Lett., Vol. 95, pp. 257202 (4 pages), 2005.

[10]. W. J. Jiang, X. Z. Zhou, G. Williams, Y. Mukovskii, R. Privezentsev, “The evolution of Griffiths-phase-like features and colossal magnetoresistance in sulator boundary”, J. Phys.: Condens. Matter., Vol. 21, pp. 415603(15 pages), 2009.

[11]. Y. Ying, T. W. Eom, N. V. Dai, Y. P. Lee, “Magnetic properties and Griffiths singularity in La_0.45Sr_0.55Mn₁₋_xCo_xO₃”, J. Magn. Magn. Mater., 323, pp. 94–100, 2011.

[12]. W. J. Jiang, X. Z. Zhou, G. Williams, Y. Mukovskii, K. Glazyrin, “Griffiths phase and critical behavior in single-crystal La_0.7Ba_0.3MnO₃: Phase diagram for La_1−xBa_xMnO₃x < 0.33”, Phys. Rev. B, Vol. 77, pp. 064424 (7 pages), 2008.

[13]. P. Tong, B. Kim, D. Kwon, T. Qian, S. I. Lee, S. W. Cheong, B. G. Kim, “Griffiths phase and thermomagnetic irreversibility behavior in slightly electron-dopedmanganites Sm_1−xCa_xMnO₃(0.80 ≤ x ≤ 0.92)”, Phys. Rev. B, Vol. 77, pp. 184432 (6 pages), 2008.

[14]. S. M. Yusuf, J. M. De Teresa, C. Ritter, D. Serrate, M. R. Ibarra, J. V. Yakhmi, V. C. Sahni, “Possible quantum critical point in (La_1−xDy_x)_0.7Ca_0.3MnO₃”, Phys. Rev. B, Vol. 74, pp. 144427(6 pages), 2006.

[15] A. K. Pramanik, A. Benerjee, “Griffiths phase and its evolution with Mn-site disorder in the half-doped manganite Pr_0.5Sr_0.5Mn_1−yGa_yO₃(y = 0.0, 0.025, and 0.05)”, Phys. Rev. B, Vol. 81, pp. 024431 (5 pages), 2010.

[16]. J. Y. Fan, L. Pi, Y. He, L. S. Ling, J. X. Dai, Y. H. Zhang, “Griffiths phase and magnetic polaronic behavior in B-site
disordering manganites”, J. Appl. Phys., Vol. 101, pp. 123910 (6 pages), 2007.

[17]. Vijaylakshmi Dayal, Punith Kumar V., R. L. Hadimani, D. C. Jiles, “Evolution of Griffith’s phase in La_0.4Bi_0.6Mn_1-xTi_xO₃ perovskite oxide”, J. Appl. Phys., Vol. 115, pp.17E111 (3 pages), 2014.

[18]. E. Rozenberg, “Comment on “Local structure, magnetization and Griffiths phase of self-doped La₁₋_xMnO₃₊_δ manganites””, J. Alloys Compds., Vol. 602, pp. 40-41, 2014.

[19]. V. Markovich, R. Puzniak, I. Fita, A. Wisniewski, D. Mogilyansky, B. Dolgin, G. Gorodetsky, G. Jung, “Irreversibility, remanence, and Griffiths phase in Sm_0.1Ca_0.9MnO₃ nanoparticles”, J. Appl. Phys., Vol. 113, pp. 233911(8 pages), 2013.

[20]. C. L. Lu, K. F. Wang, S. Dong, J. G. Wan, J. -M. Liu, Z. F. Ren, “Specific heat anomalies and possible Griffiths-like phase in La_0.4Ca_0.6MnO₃ nanoparticles”, J. Appl. Phys., Vol. 103, pp. 07F714 (3 pages), 2008.

[21]. M. Pękała, J. Szydłowska, K. Pękała, V. Drozd, “Griffiths like phase in nanocrystalline manganite La_0.50Ca_0.50MnO₃ studied by magnetic susceptibility and electron spin resonance”, J. Alloys Compds, Vol. 685, pp. 237-241, 2016.

[22]. P. T. Phong, L. T. T. Ngan, N. V. Dang, L. H. Nguyen, P. H. Nam, D. M. Thuy, N. D. Tuan, L. V. Bau, I. J. Lee, “Griffiths-like phase, critical behavior near the paramagnetic-ferromagnetic phase transition and magnetic entropy change of nanocrystalline La_0.75Ca_0.25MnO₃”, J. Magn. Magn. Mater., Vol. 449, pp. 558-566, 2018.

[23]. P. T. Phong, L. T. T. Ngan, L. V. Bau, N. X. Phuc, P. H. Nam, L. T. H. Phong, N. V. Dang, I. J. Lee, “Magnetic field dependence of Griffiths phase and critical behavior in La_0.8Ca_0.2MnO₃nanoparticles”, J. Magn. Magn. Mater., Vol. 475, pp. 374-381, 2018.

[24]. S. Zhou, Y. Guo, J. Zhao, L. He, L. Shi, ”Size-Induced Griffiths Phase and Second-Order Ferromagnetic Transition in Sm_0.5Sr_0.5MnO₃ Nanoparticles”, J. Phys. Chem. C, Vol. 115, pp. 1535-1540, 2011.

[25]. M. –H. Phan, S. C. Yu, “Review of the magnetocaloric effect in manganite materials, J. Magn. Magn. Mater., Vol. 308, pp. 325-340, 2007.

[26] P. Sarkar, P. Mandal, P. Choudhury, “Large magnetocaloric effect in Sm_0.52Sr_0.48MnO₃ in low magnetic field”, Appl. Phys. Lett., Vol. 92, pp. 182506 (3 pages), 2008.

[27]. S. B. Tian, M. -H. Phan, S. C. Yu, N. H. Hur, “Magnetocaloric effect in a La_0.7Ca_0.3MnO₃ single crystal”, Physica B, Vol. 327, pp. 221-224, 2003.

[28]. Z. M. Wang, G. Ni, Q.Y. Xu, H. Sang, Y. W. Du, “Magnetocaloric effect in perovskite manganites La_0.7-xNd_xCa_0.3MnO₃ and La_0.7Ca_0.3MnO₃”, J. Appl. Phys., Vol. 90, pp. 5689-5691, 2001.

[29]. L. Si, Y. L. Chang, J. Ding, C. K. Ong, B. Yao, “Large magnetic entropy changein Nd_2/3Sr_1/3MnO₃”, Appl. Phys. A, Vol. 77, pp. 641-643, 2003.

[30]. M. A. Hamad, “Prediction of thermomagnetic properties of La_0.67Ca_0.33MnO₃ and La_0.67Sr_0.33MnO₃”, Phase Trans., Vol. 85, pp. 106-112, 2012.

[31]. P. T. Phong, N. V. Dang, P. H. Nam, L. T. H. Phong, D. H. Manh, N.M. An, I.-J. Lee, “Prediction of magnetocaloric effect in La_0.8 Sr_xCa_0.2-xMnO₃ compounds (x = 0.05, 0.1 and 0.15) with a first-order magnetic phase transition”, J. Alloys Compds, Vol. 683, pp. 67-75, 2016.

[32]. Z. B. Guo, Y. W. Du, J. S. Zhu, H. Huang, W. P. Ding, D. Feng, “Large magnetic entropy change in perovskite-type manganese oxides” Phys. Rev. Lett., Vol. 78, pp. 1142-1145, 1997.

[33]. Franco et al., “Field dependence of the magnetocaloric effect in materials with a second order phase transition: A master curve for the magnetic entropy change” Appl. Phys. Lett, vol. 89, pp. 222512, 2006.

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ