Influence of Gd Substitution on Structural, Magnetic and Magnetocaloric Properties in (La0.8Gd0.2)0.85Ag0.15MnO3 Perovskite Manganite System

Ahmet Ekicibil; Ali Osman Ayaş; Mustafa Akyol

doi:10.17776/csj.388985

TR EN

(La0.8Gd0.2)0.85Ag0.15MnO3 Perovskit Manganit Sisteminde Gd Yer Değiştirmesinin Yapısal Manyetik ve Manyetokalorik Özellikleri Üzerine Etkisi

Öz

Bu makalede, sol-jel yöntemi ile hazırlanan (La_0.8Gd_0.2)_0.85Ag_0.15MnO₃ sisteminde Gd ile La yer değiştirmesinin yapısal, manyetik ve manyetokalorik etkileri çalışılmıştır. Kristal yapı X-Işınları kırınım tekniği ile araştırılmıştır ve bu teknik örneğin Rc uzay grubunda rombohedral yapıda olduğunu göstermiştir. Bu yapının yanında GdMn₂O₅ yapısına ait çok küçük miktarda safsızlık fazına ait yansımalar da tespit edilmiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu fotoğrafları örneğin kare yapılı taneciklerden oluştuğunu göstermektedir. X-ışınları spektroskopisi analizleri ise örneğin tüm beklenen elementleri içerdiğini göstermiştir. Sıcaklığa bağlı mıknatıslanma, M(T), ölçümleri sıcaklığın artışıyla örneğin 149 K sıcaklıkta ferromanyetik fazdan paramanyetik faza doğru bir manyetik faz geçişi sergilediğini göstermiştir. İzotermal şartlarda yapılan, uygulanan alana bağlı mıknatıslanma, M(H), ölçümleri faz geçişinin doğasının ikinci dereceden olduğunu göstermiştir ve M(H) verisinden maksimum manyetik entropi değişim değeri, (-ΔS_M), 50 kOe dış manyetik alan değişimi altında, 1.73 J/kgK olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Perovskitler,manyetik soğutma,manyetokalorik etki,manyetik entropi değişimi

Influence of Gd Substitution on Structural, Magnetic and Magnetocaloric Properties in (La0.8Gd0.2)0.85Ag0.15MnO3 Perovskite Manganite System

Abstract

In this paper, the effect of Gd substitution with La on structural, magnetic and magnetocaloric properties in (La_0.8Gd_0.2)_0.85Ag_0.15MnO₃ manganite sample prepared by sol-gel method has been studied. The crystal properties have been investigated by x-ray diffraction technique that shows the sample is in rhombohedral structure with Rc space group. In addition to this structure, small amount of reflections belongs to GdMn₂O₅ phase is detected. Scanning electron microscope images show that the sample is constituted from square shaped grains. Energy dispersive x-ray spectroscopy analysis shows that the sample includes all expected elements. The sample exhibits magnetic phase transition from ferromagnetic to paramagnetic phase at around 149 K temperature. Applied field dependence of magnetization under isothermal process M(H) shows that the nature of the phase transition is second order and maximum magnetic entropy change (-ΔS_M) value calculated from M(H) curves is found as 1.73 J/kgK under 50 kOe external magnetic field change.

Keywords

magnetocaloric effect,magnetic entropy change,Perovskites,magnetic cooling,magnetic entropy change

References

[10] A.J. Millis, P.B. Littlewood and B.I. Shraiman, Physical Review Letters 74 (1995) p. 5144.
[11] J.B. Goodenough, A. Wold, R.J. Arnott and N. Menyuk, Physical Review 124 (1961) p. 373.
[12] A. Selmi, R. M'Nassri, W. Cheikhrouhou-Koubaa, N.C. Boudjada and A. Cheikhrouhou, Journal of Alloys and Compounds 619 (2015) p. 627.
[13] C. Hao, B. Zhao, Y. Huang, G. Kuang and Y. Sun, Journal of Alloys and Compounds 509 (2011) p. 5877.
[14] R. M’nassri and A. Cheikhrouhou, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 27 (2014) p. 1463.
[15] R.M. nassri, W. Cheikhrouhou-Koubaa, M. Koubaa and A. Cheikhrouhou, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 28 (2012) p. 012050.
[16] R. M’nassri, W. Cheikhrouhou-Koubaa, N. Boudjada and A. Cheikhrouhou, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 26 (2013) p. 1429.
[17] A.O. Ayaş, M. Akyol and A. Ekicibil, (2016).

[18] A.O. Ayaş, M. Akyol, S. Kılıç Çetin, M. Kaya, İ. Dinçer, A. Ekicibil and Y. Elerman, Philosophical Magazine (2017) p. 1.
[19] A. Muñoz, J.A. Alonso, M.J. Martínez-Lope, V. Pomjakushin and G. André, Journal of Physics: Condensed Matter 24 (2012) p. 076003.
[1] K.A. Gschneidner and V.K. Pecharsky, Rare Earths: Science, Technology & Applications Iii (1996) p. 209.
[20] R.D. Shannon, Acta Crystallographica Section A 32 (1976) p. 751.
[21] P.A. Joy, P.S.A. Kumar and S.K. Date, Journal of Physics-Condensed Matter 10 (1998) p. 11049.
[22] S.K. Çetin, M. Acet, M. Güneş, A. Ekicibil and M. Farle, Journal of Alloys and Compounds 650 (2015) p. 285.
[23] E. Taşarkuyu, A. Coşkun, A.E. Irmak, S. Aktürk, G. Ünlü, Y. Samancıoğlu, A. Yücel, C. Sarıkürkçü, S. Aksoy and M. Acet, Journal of Alloys and Compounds 509 (2011) p. 3717.
[2] K.A. Gschneidner, V.K. Pecharsky, A.O. Pecharsky and C.B. Zimm, Recent developments in magnetic refrigeration, in Rare Earths '98, Woodward, R. C., ed., 1999, p. 69.
[3] A.M. Tishin, A.V. Derkach, Y.I. Spichkin, M.D. Kuz’min, A.S. Chernyshov, K.A. Gschneidner and V.K. Pecharsky, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310 (2007) p. 2800.
[4] A.O. Ayaş, M. Akyol, S.K. Çetin, G. Akça, A. Ekicibil and B. Özçelik, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 28 (2015) p. 1649.
[5] A.O. Ayaş, M. Akyol and A. Ekicibil, Philosophical Magazine 96 (2016) p. 922.
[6] A.M. Kılıç Çetin S., Güneş M., Ekicibil A., Farle M., Journal of Alloys and Compounds 650 (2015) p. 285.
[7] A.M. Tishin, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 316 (2007) p. 351.
[8] M.-H. Phan and S.-C. Yu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 308 (2007) p. 325.
[9] C. Zener, Physical Review 82 (1951) p. 403.

Details

Primary Language

English

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Authors

Ahmet Ekicibil ^*
Çukurova University
Türkiye

Ali Osman Ayaş
Türkiye

Mustafa Akyol
Türkiye

Publication Date

June 29, 2018

Submission Date

February 2, 2018

Acceptance Date

April 30, 2018

Published in Issue

Year 2018 Volume: 39 Number: 2

DOI

https://doi.org/10.17776/csj.388985

IZ

https://izlik.org/JA86FT92CD

Cite

RIS / Bibtex

APA

Ekicibil, A., Ayaş, A. O., & Akyol, M. (2018). Influence of Gd Substitution on Structural, Magnetic and Magnetocaloric Properties in (La0.8Gd0.2)0.85Ag0.15MnO3 Perovskite Manganite System. Cumhuriyet Science Journal, 39(2), 406-412. https://doi.org/10.17776/csj.388985

Cited By

Effect of Cr substitution on structural, magnetic, magnetocaloric and critical behaviors of La0.7Y0.05Ba0.25MnO3 perovskite manganite

Journal of Solid State Chemistry

https://doi.org/10.1016/j.jssc.2023.124481