Tuneable Magnetic Phase Transitions in Layered CeMn2Ge2-xSix Compounds

Din, Muhamad Faiz Md; Wang, Jianli; Cheng, Zhenxiang; Dou, Shi Xue; Kennedy, S.J.; Avdeev, Maxim; Campbell, S. J.

doi:10.1038/srep11288

Cited by 41 publications

(22 citation statements)

References 48 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The entropy change values for our single crystalline samples are in close agreement with previously reported polycrystalline sample measured values as well [1,6]. Although, AlFe 2 B 2 is a rare-earth free material, its magnetocaloric property is larger than lighter rare-earth RT 2 X 2 (R = rare earth T = transition metal, X = Si,Ge) compounds with ThCr 2 Si 2 -type structure (space group I4/mmm) namely CeMn 2 Ge 2 (∼ 1.8 Jkg −1 K −1 ) [22],…”

Section: Structural Characterizationsupporting

confidence: 74%

Magnetic properties of single crystalline itinerant ferromagnet AlFe2B2

Lamichhane

Lin

et al. 2018

Phys. Rev. Materials

View full text Add to dashboard Cite

Single crystals of AlFe2B2 have been grown using the self flux growth method and then measured the structural properties, temperature and field dependent magnetization, and temperature dependent electrical resistivity at ambient as well as high pressure. The Curie temperature of AlFe2B2 is determined to be 274 K. The measured saturation magnetization and the effective moment for paramagnetic Fe-ion indicate the itinerant nature of the magnetism with a Rhode-Wohlfarth ratio M C M sat ≈ 1.14. Temperature dependent resistivity measurements under hydrostatic pressure shows that transition temperature TC is suppressed down to 255 K for p = 2.24 GPa pressure with a suppression rate of ∼ −8.9 K/GPa. The anisotropy fields and magnetocrystalline anisotropy constants are in reasonable agreement with density functional theory calculations. EXPERIMENTAL DETAILS Crystal growthSingle crystalline samples were prepared using a selfflux growth technique [10]. First we confirmed that our initial stochiometry Al 50 Fe 30 B 20 was a single phase liquid at 1200 • C. Starting composition Al 50 Fe 30 B 20 with elemental Al (Alfa Aesar, 99.999%), Fe (Alfa Aesar, 99.99%) arXiv:1805.06373v1 [cond-mat.mtrl-sci]

show abstract

Section: Structural Characterizationsupporting

confidence: 74%

Magnetic properties of single crystalline itinerant ferromagnet AlFe2B2

Lamichhane

Lin

et al. 2018

Phys. Rev. Materials

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Due to the structural behavior and strong magnetic coupling, it is clear that the magnetostructural transition (MST) of the first order produces a large MCE. A lot of the ongoing studies on magnetic refrigeration are mainly focused on perovskite manganites [2], Gd 5 (Si x Ge 1−x ) 4 [3], MnFeP 1−x As x [4], La(Fe 1−x Si x ) 13 [5], NiMn-based Heusler alloys [1], and MM'X alloys (M and M' denote 3D transition elements and X denotes main group elements) [6][7][8]. The intermetallic MnCoGe-based compound is a typical member of the MM'X family that maintains sufficient physical contents and application prospects that are promising.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Magnetism and Thermomechanical Properties in Si Substituted MnCoGe Compounds

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

MnCoGe-based compounds have been increasingly studied due to their possible large magnetocaloric effect correlated to the magnetostructural coupling. In this research, a comprehensive study of structure, magnetic phase transition, magnetocaloric effect and thermomechanical properties for MnCoGe1−xSix is reported. Room temperature X-ray diffraction indicates that the MnCoGe1−xSix (x = 0, 0.05, 0.1, 0.15 and 0.2) alloys have a major phase consisting of an orthorhombic TiNiSi-type structure with increasing lattice parameter b and decreasing others (a and c) with increasing Si concentration. Along with M-T and DSC measurements, it is indicated that the Tc value increased with higher Si concentration and decreased for structural transition temperature Tstr. The temperature dependence of the magnetization curves overlaps completely, indicating that there is no thermal hysteresis, and it is shown that the transition is the second-order type. It is also shown that the decreased magnetization on the replacement of Si for Ge decreases the value of −ΔSM from −ΔSM~8.36 J kg−1 K−1 at x = 0 to −ΔSM~5.49 J kg−1 K−1 at x = 0.2 with 5 T applied field. The performed Landau theory has confirmed the second-order transition in this study, which is consistent with the Banerjee criterion. The magnetic measurement and thermomechanical properties revealed the structural transition that takes place with Si substitution of Ge.

show abstract

“…В соединениях RMn 2 X 2 с d Mn-Mn < d c магнитные моменты Mn между соседними слоями обычно упорядочены антиферромагнитно, а в соединениях RMn 2 X 2 с d Mn-Mn > d c -ферромагнит-но [1,6]. Кроме основного критического расстояния d c принято выделять еще одно критическое расстояние между атомами марганца d c2 ≈ 0.284 nm [7][8][9]. Счита-ется, что в соединениях RMn 2 X 2 с d c2 < d Mn-Mn < d c реализуется угловая магнитная структура внутри слоев Mn и антиферромагнитное межслоевое упорядочение.…”

Section: Introductionunclassified

Магнитные структуры и магнитные фазовые переходы в редкоземельных интерметаллидах RMn-=SUB=-2-=/SUB=-Si-=SUB=-2-=/SUB=- (R=Sm, Tb)

Мушников¹,

Gerasimov²,

Гавико³

et al. 2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

С использованием магнитной нейтронографии и магнитных измерений на монокристаллах определены магнитные структуры, реализующиеся в слоистых соединениях La 1−x Rx Mn 2 Si 2 (R = Sm, Tb) с различной концентрацией x и построены магнитные фазовые диаграммы. Показано, что формирование магнитных структур зависит не только от обменных взаимодействий, но и от типа магнитной анизотропии редкозе-мельного атома. Установлено, что в соединениях La 1−x Tbx Mn 2 Si 2 с 0.2 < x < 0.5 конкуренция межслоевых Tb−Mn и Mn−Mn обменных взаимодействий и существование сильной одноосной магнитной анизотропии в подрешетках Mn и Tb приводит к фрустрированному магнитному состоянию и препятствует формированию дальнего магнитного порядка в подрешетке Tb.Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 15-12-10015). Нейтро-нографические исследования выполнены в нейтронном материаловедческом комплексе ИФМ УрО РАН на исследовательском атомном реакторе ИВВ-2М в рамках государственного задания ФАНО России (темы химическое давление" в квазитройных соединениях типа R 1−x R x Mn 2 X 2 или RMn 2 (Si 1−x Ge x ) 2 [7,9] можно управлять магнитными структурами и магнитными фа-зовыми переходами.В соединении LaMn 2 Si 2 с немагнитным La и ферро-магнитным межслоевым упорядочением магнитных мо-ментов Mn наблюдается большая одноосная магнитная анизотропия в марганцевой подрешетке с легким направ-лением вдоль тетрагональной c-оси [12,13], вследствие чего суммарный отличный от нуля магнитный момент атомов Mn в слое практически всегда направлен перпен-дикулярно плоскости слоя вдоль c-оси. Дополнительную анизотропию при низкой температуре вносят редкозе-мельные атомы с частично заполненной 4 f -электронной оболочкой, что может приводить к индуцированным магнитным полем фазовым переходам. Кроме того, важ-ную роль в формировании магнитных структур могут иметь конкурирующие межслоевые Mn−Mn, R−Mn и R−R обменные взаимодействия. В квазитройных соеди-нениях La 1−x R x Mn 2 Si 2 при замещении La на другие редкоземельные элементы с ростом концентрации x уменьшаются внутрислоевые Mn−Mn расстояния и уси-ливаются R−Mn и R−R обменные взаимодействия, что дает широкие возможности для исследования механиз-1071

show abstract

Tuneable Magnetic Phase Transitions in Layered CeMn2Ge2-xSix Compounds

Cited by 41 publications

References 48 publications

Magnetic properties of single crystalline itinerant ferromagnet AlFe2B2

Magnetic properties of single crystalline itinerant ferromagnet AlFe2B2

Magnetism and Thermomechanical Properties in Si Substituted MnCoGe Compounds

Магнитные структуры и магнитные фазовые переходы в редкоземельных интерметаллидах RMn-=SUB=-2-=/SUB=-Si-=SUB=-2-=/SUB=- (R=Sm, Tb)

Contact Info

Product

Resources

About