Efecto magnetocalórico en sistemas fuertemente correlacionados
2017
| Tesista | Dafne Yael GOIJMAN Licenciada en Ciencias Físicas - Universidad de Buenos Aires - Argentina Doctora en Ciencia y Tecnología, Mención Física - Instituto Sabato UNSAM/CNEA- Argentina |
| Director | Dr. Mariano QUINTERO, CNEA, UNSAM, CONICET - Argentina |
| Lugar de realización | Departamento Materia condensada - Gerencia Investigación y Aplicaciones - Centro Atómico Constituyentes - CNEA - Argentina |
| Fecha Defensa | 29/03/2017 |
| Jurado | Dr. Francisco H. SANCHEZ, UNLP, CONICET - Argentina Dr. Guillermo A. JORGE, UNGS, CONICET - Argentina Dr. Leandro Martín SOCOLOVSKY, UBA, CONICET - Argentina |
| Código | IS/TD 105/17 |
Título completo
Efecto magnetocalórico en sistemas fuertemente correlacionados
Resumen
El efecto magnetocalórico (EMC) consiste en una respuesta térmica de los materiales cuando son sometidos a una variación de campo magnético.
Se puede cuantificar como el cambio reversible de temperatura (Tad) que experimenta el material cuando la variación del campo se realiza en un proceso adiabático; o bien, como el cambio reversible de entropía magnética (SM) si la variación del campo se realiza en un proceso isotérmico. En la actualidad, existe un gran interés en el EMC motivado, fundamentalmente por su aplicación en sistemas de refrigeración magnética (RM). Tecnología que se presenta como una alternativa más eficiente y medioambiental que la tecnología empleada en la actualidad en la refrigeración a temperatura ambiente.
En este trabajo se estudió el EMC en manganitas de La0.625-xPrxCa0.375MnO3 para x=0.2, 0.32, y 0.5. Se observo el fenómeno por métodos directos, a partir de un análisis térmico diferencial, e indirectos por medio de medidas de magnetización y calor específico. Los métodos indirectos fueron comparados y se discutió la validez entre ellos.
Se sintetizó una manganita de La0.88Sr0.12MnO3 (LSMO(0.12)), la cual fue caracterizada por medio de DRX, obteniendose una estructura romboedrica.
El material fue utilizado para estudiar EMC en el bulk y para formar un blanco para realizar crecimiento de películas por medio de la técnica de ablación láser.
En la muestra de polvo se midió el EMC de manera directa e indirecta y se obtuvo una variación de entropía máxima (SMAX) de 1100mJ/molK y un Tad máximo de 1.93K. Esta manganita se perfila como buen candidato para ser utilizada en RM.
Los films se crecieron sobre un sustrato de Si/SiO2. . Fueron caracterizados por medio de DRX y por microscopias AFM y SEM. Los resultados obtenidos muestran películas policristalinas y con una estructura distinta a la del bulk. Finalmente, se realizaron mediciones de EMC de manera indirecta.
Por último, sobre la muestra de LSMO(0.12) mas pequeña, se realizaron, como paso previo a una posible aplicación en RM, mediciones de ATD en atmósfera y temperatura no controlada.
Palabras claves: EFECTO MAGNETOCALORICO, REFRIGERACION MAGNETICA, MANGANITAS
Complete Title
Magnetocaloric effect in strongly correlated electron systems
Abstract
The magnetocaloric effect (MCE) is characterized by the isothermal change of magnetic entropy and the adiabatic change of temperature induced in a magnetic material when an external magnetic field is applied.
It can be quantified as the reversible temperature change (∆Tad) experienced by the material when the field variation is performed in an adiabatic process or, as the reversible change in magnetic entropy (∆SM) if the field variation is performed in an isothermal process.
At present, there is a great interest in MCE, mainly motivated by its application in magnetic refrigeration (MR) systems. This technology appears to be a more efficient and environmentally friendly than the technology currently used for refrigeration at room temperature.
In this work we studied the MCE in manganites of La0.625-xPrxCa0.375MnO3 for x=0.2, 0.32, and 0.5.
The phenomenon was observed by direct methods and by indirect methods, using a Maxwell's relationship and the specific heat. The methods were compared to each other and the Maxwell's relationship validity was discussed.
Manganite of La0.88Sr0.12MnO3 was synthesized by Liquid-Mix, which was structurally characterized by XRD. A rhombohedral crystal structure was obtained.
With the material was studied MCE in the bulk and to make a target for growth of films by Pulse Laser Deposition.
The powder sample MCE was measured directly and indirectly and a ∆SMax of 1100mJ/molK was obtained for a field of 3T and a ∆Tad maximum of 1.93K. This manganite is profiled as a good candidate to be used in MR.
The films were grown on a Si/SiO2 substrate. They were characterized by means of XRD, finding that the structure obtained for the film is different from that of the bulk. On the other hand, AFM and SEM images were realized and a polycrystalline surface was obtained. Finally, EMC measurements were performed indirectly.
On the smaller sample of LSMO(0.12), DTA measurement at atmosphere conditions without temperature control was performed as a previous step for a possible MR application.
Key words: MAGNETOCALORIC EFFECT, MAGNETIC REFRIGERATION, MANGANITES
volver al listado