Investigation of the effect of ba-sr and ba-ca substitutions on structural, magnetic and magnetocaloric properties in prba1-xaxmn2o6 (a = sr, ca) (0.0 ≤ x ≤ 1.0) as magnetic refrigerant compounds
Prba1-xaxmn2o6 (a = sr, ca) (0.0 ≤ x ≤ 1.0) manyetik soğutucu malzemelerinde ba-sr ve ba-ca yer değiştirmesinin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikler üzerindeki etkisinin araştırılması
- Tez No: 1006925
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET EKİCİBİL, PROF. DR. ALİ OSMAN AYAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sol-jel yöntemiyle sentezlenen PrBa1-xCaxMn2O6 ve PrBa1-xSrxMn2O6 (0.0 ≤ x ≤ 1.0) çift perovskit manganit serilerinin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri, A-bölgesi yer değişiminin etkisini anlamak amacıyla incelenmiştir. X-ışını kırınımı, tüm bileşiklerin ortorombik yapıda kristallendiğini doğrulamıştır. Ba'nın daha küçük Ca veya Sr iyonları ile yer değişimi, birim hücre hacimlerini ve tolerans faktörlerini azaltmış, bu durum Mn-O-Mn bağ geometrilerini ve bant genişliklerini değiştirmiştir. Ca katkılı seride, Curie sıcaklığı, TC, artan katkı miktarı ile birlikte bant genişliğinin daralması ve zayıflayan çiftli değiş-tokuş mekanizması etkisi ile 194.5 K'den 41.6 K'ye önemli ölçüde düşmüştür. Buna karşılık Sr katkılı seri, oda sıcaklığı civarı uygulamalar için uygun olan gelişmiş çiftli değiş-tokuş etkileşimleri sayesinde TC'de bir artış meydana gelmiş ve x = 0.6 değerinde yaklaşık 295 K'de maksimum değere ulaşmıştır. Her iki seri de Curie-Weiss yasasından sapmalar meydana gelmesi Griffiths fazının varlığına işaret etmiştir. Arrott grafiği analizi, tüm numuneler için ikinci dereceden manyetik faz geçişlerini doğrulamıştır. Ca katkılı seride entropi değişim değerleri, süper değiş-tokuş ve çift değiş-tokuş mekanizmaları arasındaki karşılıklı etkileşim nedeniyle dalgalanmalar göstermiştir. Ancak Sr katkılı seri, oda sıcaklığına doğru ayarlanabilir geçiş sıcaklıkları ile umut verici manyetokalorik özellikler sergilemiş; bu da Sr yer değişiminin Mn-O-Mn bağ geometrisini optimize ederek manyetik düzenlenmeyi ve manyetokalorik potansiyeli etkili bir şekilde artırdığını göstermiştir. Bu bulgular, çift perovskit manganitlerin manyetik ve yapısal değişiminin kontrol edilmesinde A-bölgesi katyon boyutunun önemli etkisini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
The structural, magnetic, and magnetocaloric properties of two double perovskite manganite series, PrBa1-xCaxMn2O6 and PrBa1-xSrxMn2O6 (0.0 ≤ x ≤ 1.0), synthesized via the sol-gel method, were investigated to understand the impact of A-site substitution. X-ray diffraction confirmed that all compounds crystallized in the orthorhombic structure. Substituting Ba with smaller Ca or Sr ions decreased unit cell volumes and tolerance factors, modifying Mn-O-Mn bond geometries and bandwidths. In the Ca-doped series, the Curie temperature, TC, decreased significantly from 194.5 K to 41.6 K with increasing doping, attributed to bandwidth narrowing and weakened double-exchange mechanisms. Conversely, the Sr-doped series exhibited an increase in TC, reaching a maximum of approximately 295 K at x = 0.6, driven by enhanced double-exchange interactions suitable for near-room-temperature applications. Both series displayed deviations from the Curie-Weiss law, indicating the presence of a Griffiths phase. Arrott plot analysis confirmed second-order magnetic phase transitions for all samples. In the Ca-doped series, entropy change values fluctuated due to the interplay between super-exchange and double-exchange mechanisms. However, the Sr-doped series displayed promising magnetocaloric properties with transition temperatures tunable towards room temperature, demonstrating that Sr substitution effectively enhances magnetic ordering and magnetocaloric potential by optimizing Mn-O-Mn bond geometry. These findings underscore the significant impact of A-site cation size on controlling the magnetic and structural evolution of double perovskite manganites.
Benzer Tezler
- CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) faz diyagramlarının tespiti ve termoelektrik özelliklerinin incelenmesi
Determination of phase diagrams and investigation of thermoelectrical properties in CaO-XO-CoO (X= Na, Ba, Sr, La) systems
ANIL DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Gedebey (Batı-Azerbaycan) altın-bakır yatağının jeolojik, mineralojik, petrografik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the geological, mineralogical, petrographical and geochemical properties of the gadabay (West Azerbaijan) gold- copper deposit
COŞQUN ISMAYIL
- Sol-jel yöntemi ile hazırlanan La1-xMgxMn1-yCoyO3 bileşiklerinin yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and magnetic properties of La1-xMgxMn1-yCoyO3 compounds prepared by sol-gel method
AHMET ÇETİN
- Yükselen Mahallesi (Konya) çevresindeki Bozdağ formasyonu (geç silüriyen - orta devoniyen) karbonatlarının jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation geochemical features of the Bozdağ formation (late silurian-middle devonian) carbonates in around of Yükselen District (Konya)
ENGİN ÖZDEMİR
- Karaboğaz ve Karababa formasyonlarının (Adıyaman) hidrokarbon potansiyeli ve iz element dağılımlarının incelenmesi
Investigation of hydrocarbon potential and trace element distribution of Karaboğaz and Karababa formations (Adıyaman)
VEYSİ KOÇ