論文の概要: Chemical tuning of magnetic ordering and cryogenic magnetocaloric response in zircon-type Gd1-xErxVO4
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.08916v1
- Date: Mon, 08 Jun 2026 01:38:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-09 14:42:06.561659
- Title: Chemical tuning of magnetic ordering and cryogenic magnetocaloric response in zircon-type Gd1-xErxVO4
- Title（参考訳）: ジルコン型Gd1-xErxVO4における磁気秩序化と低温磁場応答の化学チューニング
- Authors: Ming Zeng, Muqing Su, Liang Ming, Xiaolong Yang, Wang Chen, Lingwei Li, Hai-Feng Li,
- Abstract要約: 化学置換は、極低温冷却のための希土類酸化物の磁気秩序と磁気陰極特性を調整するための効果的な経路を提供する。
我々は,多結晶ジルコン型Gd1-xErxVO4の構造溶出,磁気特性,磁気食塩効果について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.04761416654928
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Chemical substitution offers an effective route to tune magnetic ordering and magnetocaloric performance in rare-earth oxides for cryogenic refrigeration. Here we investigate the structural evo lution, magnetic properties, and magnetocaloric effect of polycrystalline zircon-type Gd1-xErxVO4 (x=0, 0.1, 0.25, 0.5, and 0.75). Powder X-ray diffraction confirms that all samples crystallize in the tetragonal zircon structure without detectable impurity phases. Substitution of Gd3+ by the smaller Er3+ ion produces a systematic lattice contraction and modifies the magnetic behavior of the rare-earth sublattice. In particular, the magnetic ordering temperature is suppressed from 3.65(2) K in GdVO4 to 2.76(2) K in Gd0.9Er0.1VO4 , accompanied by a weakening of the spin-flop-like field-induced anomaly observed in the parent compound. A low Er concentration correspondingly improves the low-temperature magnetocaloric performance, with Gd0.9Er0.1VO4 exhibiting a max imum magnetic entropy change of 45.1 J kg-1 K-1 for mu_0 Delta H=7T. These results demonstrate that weak Er substitution effectively tunes the competition among exchange interactions, dipolar coupling, and magnetic anisotropy, optimizing the balance between magnetic ordering and available spin entropy in zircon-type rare-earth vanadates, which is crucial for developing efficient cryogenic refrigeration materials.
- Abstract（参考訳）: 化学置換は、極低温冷却のための希土類酸化物の磁気秩序と磁気陰極特性を調整するための効果的な経路を提供する。
本稿では,多結晶ジルコン型Gd1-xErxVO4 (x=0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.75) の構造的エボ溶出, 磁気的性質, 磁気特性について検討する。
粉末X線回折は、全ての試料が不純物相を検出せずに四角形のジルコン構造で結晶化することを確認した。
より小さなEr3+イオンによるGd3+の置換は、系統的な格子収縮を生じ、希土類超格子の磁気的挙動を変化させる。
特に、磁気秩序温度はGdVO4の3.65(2)KからGd0.9Er0.1VO4の2.76(2)Kに抑制され、親化合物で観察されるスピンフロップ様磁場誘起異常が弱まる。
低Er濃度は、m_0 Delta H=7Tに対して45.1 J kg-1 K-1の極大磁気エントロピー変化を示すGd0.9Er0.1VO4で低温磁気カロリック性能を向上させる。
これらの結果から,Er置換は交換相互作用,双極子カップリング,磁気異方性などの競合を効果的に調整し,ジルコン型希土類バナジン酸塩の磁性秩序とスピンエントロピーのバランスを最適化する。
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