Gd?OS?和γ-Gd?S?的相稳定性与磁热性质：实验与理论结合的研究

《Dalton Transactions》：Phase Stability and Magnetocaloric Properties in Gd?OS? and γ-Gd?S?: A Combined Experimental and Theoretical StudyOpen Access

　　

通过热处理和硫化改性材料的晶体结构，能够形成用经典合成方法难以在化学上稳定化的材料。本研究考察了从硫化物 α-Gd2S3 出发进行热处理过程中合成条件的影响，并检查了在部分硫化气氛中获得的 γ-Gd2S3 相和富含 Gd2OS2 样品的结构、磁性及磁热特性。众所周知，这两种化合物在化学上不稳定，这促使我们使用密度泛函理论 (DFT) 计算其相图，以便更好地理解其化学稳定性。首次报道了 Gd2OS2 氧硫化物的反铁磁 (AFM) 有序化的奈尔温度 (TN)、有效磁矩 (μeff)、磁热效应 (MCE) 以及对应于最大 MCE 的磁转变温度 (Tr)，并将其与 α-Gd2S3 及其亚相进行了比较。对磁交换相互作用 Jij 的 DFT 研究旨在更好地了解这些系统中的反铁磁有序化。使用磁熵变的现象学普适曲线对磁相变进行了分析，揭示所有样品均呈现一级磁相变。从 α-Gd2S3 (Pnma 空间群) 到 Gd2OS2 (P2_1/c 空间群) 的结构变化使 TN 从 10.0 K 降至 6.9 K，并将 MCE 提高了约 40%，在 μ0ΔH = 5T 条件下，6 K 时达到 79 mJ cm?3 K?1。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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