Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

The Korean Magnetics Society (한국자기학회)
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Magnetocaloric Effect of LaPbMnO3 Alloy

LaPbMnO3 합금의 자기열량효과

  • Min, Seong-Gi (Department of Physics, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Kyeong-Sup (Department of Physics, Chungbuk National University) ;
  • Yu, Seong-Cho (Department of Physics, Chungbuk National University) ;
  • Moon, Young-Mo (Department of Physics, Chungbuk National University)
  • Published : 2005.08.01
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Abstract

The magnetocaloric effect and magnetization behaviors have been studied for $La_{1-x}Pb_{x}MnO_3$ (x=0.1, 0.2, 0.3) alloys. The Curie temperature increased from 195 K to 352 K with increasing Pb concentration. A large magnetic entropy change (${\Delta}S_M$), which is calculated from H vs M curves associated with the ferromagnetic-paramagnetic transitions, has been observed. The maximum ${\Delta}S_M$ of $La_{0.8}Pb_{0.2}MnO_3$ was 1.22 J/kg K at 294 K for an applied field of 1.5 T. Adiabatic temperature change (${\Delta}T_ad$) was measured directly by a special cryostat. The maximum ${\Delta}T_ad$ of $La_{0.7}Pb_{0.3}MnO_3$ was 1.00 K at 352 K for an applied field of 2 T.

본 연구에서는 페로스카이트 구조를 갖고 있는 란타늄 망간산화물인 $La_{1-x}Pb_{x}MnO_{3}$(x=0.1, 0.2, 0.3) 합금에 대한 연구를 수행하였다. 무엇보다도 이들 재료는 다른 계열의 재료에 비해 낮은 자기열량효과를 보이나 제조하기 쉬운 산화물이라는 것과 가격이 매우 저렴하다는 장점을 갖고 있어 유용한 자기냉각소재로서 기대가 되어지고 있는 물질이다. $LaMnO_3$ 합금에서 La을 Pb로 치환할 때 치환량에 따른 자기적 특성과 자기열량효과를 측정하였다. 자기적인 특성을 측정하기 위하여 진동시료형 자력계(VSM) 를 이용하여 자기이력곡선과 자기모멘트의 온도의존성을 측정하였고 자기열량효과의 간접적인 측정방법인 자기엔트로피변화를 측정하기 위하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 자기모멘트의 변화를 측정하였다. 자기열랑효과의 직접적인 측정방법인 단열온도변화를 측정하기 위하여 제작한 cryostat을 이용하여 큐리온도 근처에서 외부자기장의 변화에 따른 $LaPbMnO_3$ 합금의 단열온도변화를 측정하였다. 특히, 본 연구에서는 Pb 치환량이 증가함에 따라 쌍교환작용(double-exchange interaction)이 작게 변화하여 자기엔트로피 변화를 크게 함을 알 수 있었다.

Keywords

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