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重稀土-锰氧化物ReMn2O5(Re为稀土元素)因为同时具有稀土离子和Mn3+/Mn4+离子而具有复杂的磁结构。作为多铁磁性材料,其电性、热性、磁致伸缩等特性,特别是其在磁电耦合效应方面受到广泛研究。该系列化合物具有丰富的物理性质也使得其具有成为功能材料的可能性,基于磁热效应的磁致冷便是典型的应用。通过固相反应法合成了ReMn2O5(Re=Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb)系列样品,我们对该系列化合物的磁学性质及磁热效应方面进行了考察,在一定温度范围内,外磁场的变化在ReMn2O5系列锰氧化物可以产生几乎可逆的磁熵变和较大的磁制冷能力,进一步分析各个磁性离子和磁弹性能对磁热效应的影响和贡献。
通过在Mn位进行非磁性元素铝掺杂,制备了DyMn2-xAlxO3(x=0,0.04,0.1,0.2,0.3)系列多晶样品,以改变该样品的磁学特征,一方面了解Mn离子与稀土离子的相互作用,另一方面分析了Mn3+对磁热效应的具体影响和贡献。磁熵变随Al元素掺杂比例的提高而逐渐减小,但变化值很小,而且,Al掺杂的DyMn2-xAlxO5的磁制冷能力得到提高。
通过在Mn位进行铁掺杂,制备了ErMn1-xFexO3(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)系列多晶样品,我们考察了该系列的磁学性质,并利用穆斯堡尔谱仪,探讨了ErMn1-xFexO3各个样品的穆斯堡尔效应,研究了各个样品中铁的离子状态,氧配位状态、晶格畸变等信息。