Magnetocaloric effect and refrigerant capacity in charge-ordered manganites

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作者
N. S. Bingham,Manh‐Huong Phan,H. Srikanth,M. A. Torija,Chris Leighton
出处
期刊:Journal of Applied Physics [American Institute of Physics]
卷期号:106 (2) 被引量:186
标识
DOI:10.1063/1.3174396
摘要

The influence of first- and second-order magnetic phase transitions on the magnetocaloric effect (MCE) and refrigerant capacity (RC) of charge-ordered Pr0.5Sr0.5MnO3 has been investigated. The system undergoes a paramagnetic to ferromagnetic transition at TC∼255 K followed by a ferromagnetic charge-disordered to antiferromagnetic charge-ordered transition at TCO∼165 K. While the first-order magnetic transition (FOMT) at TCO induces a larger MCE (6.8 J/kg K) limited to a narrower temperature range resulting in a smaller RC (168 J/kg), the second-order magnetic transition at TC induces a smaller MCE (3.2 J/kg K) but spreads over a broader temperature range resulting in a larger RC (215 J/kg). In addition, large magnetic and thermal hysteretic losses associated with the FOMT below TCO are detrimental to an efficient magnetic RC, whereas these effects are negligible below TC because of the second-order nature of this transition. These results are of practical importance in assessing the usefulness of charge-ordered manganite materials for active magnetic refrigeration, and Pr0.5Sr0.5MnO3 provides an interesting case study in which the influence of first- and second-order transitions on MCE could be compared in the same system in a single experiment.

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