铽掺杂的Dy2Co3Ge5化合物中传统磁热效应与逆磁热效应的共存

《Scientific Reports》：Coexistence of conventional and inverse magnetocaloric effects in terbium substituted Dy2Co3Ge5 compound

　　

摘要

本工作详细研究了 (Tb_xDy_1-x)₂Co₃Ge₅ 系列（x = 0.3, 0.6, 0.9）的结构、磁性和磁热性能，以考察铽取代对 Dy₂Co₃Ge₅ 的影响。无论铽浓度如何，所有化合物均发现结晶于 Lu₂Co₃Si₅ 型结构。观察到随着铽含量增加，晶格参数呈系统性增加。在整个系列中，观察到具有三次连续磁转变的反铁磁基态，这与母化合物的行为一致。随着铽浓度增加，T₁ 和 T₂ 处的共格反铁磁转变向低温移动，并表现出异常的 G 因子依赖性，而非 T₃ 处的非共格转变受到的影响较弱。这些观察结果凸显了除 RKKY 相互作用外，晶体电场效应在主导磁行为方面的重要作用。此外，本铙化物中铽的取代增强了反铁磁相互作用，并减小了顺磁态中短程铁磁关联的温度范围。另一方面，磁亚稳态转变被发现是整个系列中的共同特征。随着铽含量升高，逆磁热效应增强，而常规磁热效应受到抑制，导致 x = 0.6 时两者贡献几乎相等。此外，通过磁化和热容测量对磁热性能的估算证实，该系列中观察到的逆磁热效应是真实的，且与反铁磁基态内在关联。