镨掺杂镧基锰氧化物的近室温磁熵变与非常规临界行为研究

本文系统研究了A位镨(Pr)掺杂对La0.7-xPrxSr0.05Ca0.25MnO3（x=0.05,0.10）磁热性能的影响。样品呈现正交晶系Pbnm空间群结构，在250K附近发生铁磁(FM)-顺磁(PM)相变。研究发现Pr掺杂通过改变Mn-O键长/键角降低有效eg带宽W，使居里温度TC降低，同时将磁熵变(ΔSM)提升至7.33 J/(kg·K)，并发现非常规临界指数行为。

　　

亮点

• 新型Pr掺杂镧基锰酸盐展现近室温磁热效应

• 通过精确调控A位离子半径实现磁熵变增强

• 发现非常规临界行为的新物理现象

实验方法

采用传统固相反应法合成La_0.7-xPr_xSr_0.05Ca_0.25MnO₃（x=0.05标记为Pr-0.05，x=0.10为Pr-0.10）。将La₂O₃、Pr₂O₃、MnO₂、SrO和CaO（纯度99%）按化学计量比混合研磨8小时后烧结。

(A) XRD分析

室温XRD显示所有样品均为正交晶系Pbnm空间群（图1a）。通过GSAS 2程序精修确认A位离子(La/Ca/Sr/Pr)占据4c位，Mn占据4b位，O离子分布在4c和8d位。获得良好的拟合指标（χ²、R_wp和R_p）。

结论

研究表明Pr掺杂能有效调控La_0.7Sr_0.05Ca_0.25MnO₃的磁热性能。XPS证实Mn³⁺/Mn⁴⁺比例为65:35。所有样品均显示FM-PM相变，且随Pr含量增加T_C降低，这归因于...

作者贡献声明

Sibasish Mandal：实验设计、数据分析和论文撰写；Sipun Mohanty：数据分析和论文修订；Rishi Sharma：资源支持；Samrat Mukherjee：课题指导和论文审定。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

致谢

感谢UGC（编号1385/CSIR-UGC NET JUNE 2019）对S. Mandal的资助支持。