Abstract We have investigated the effect of the substitution of the Mn ions by Fe ions on the structural, magnetic and magnetocaloric behaviors of La0.5Sm0.2Sr0.3Mn1-xFexO3 (0 ≤ x ≤ 0.15) perovskites. The nanocrystalline powders have been synthesized by self-combustion process. Rietveld refinement of fitted and observed X-ray diffractions patterns shows the formation of single-phase compositions with an orthorhombic crystal system (Pnma space group). The variation of magnetization (M) vs. temperature (T) under the field-cooled (FC) and zero-field-cooled (ZFC) modes reveals a ferromagnetic-paramagnetic transition at the Curie temperature (TC). The (TC) decreases linearly with increasing x and changes from 278 K for x = 0 to 94 K for x = 0.15. Arrott plot analyses and a universal curve method were applied for studying the order of the magnetic transition in this system, found to be of second order. Besides, the magnetic entropy change and the related Relative Cooling Power (RCP) values, sensitive to Fe doping, were estimated. In the vicinity of TC, |-ΔSM| reached a maximum value of 3.06 J kg−1 K−1, 2.93 J kg−1 K−1, 2.22 J kg−1 K−1 and 0.77 J kg−1 K−1, whereas the RCP was found to be 268 J Kg−1, 280 J Kg−1, 285 J Kg−1 and 226 J Kg−1 for x = 0.00, 0.05, 0.10 and 0.15, respectively in a magnetic applied field of 5 T. Through these results, La0.5Sm0.2Sr0.3Mn1-xFexO3 materials are strongly suggested for use as active refrigerants for magnetic refrigeration technology near room temperature.

中文翻译：

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(0 ≤ x ≤ 0.15) La0.5Sm0.2Sr0.3Mn1-xFexO3 化合物的结构、磁性和磁热性能

摘要 我们研究了 Mn 离子被 Fe 离子取代对 La0.5Sm0.2Sr0.3Mn1-xFexO3 (0 ≤ x ≤ 0.15) 钙钛矿的结构、磁性和磁热行为的影响。纳米晶粉末是通过自燃法合成的。拟合和观察到的 X 射线衍射图的 Rietveld 细化显示了具有正交晶系（Pnma 空间群）的单相组合物的形成。在场冷却 (FC) 和零场冷却 (ZFC) 模式下磁化强度 (M) 与温度 (T) 的变化揭示了居里温度 (TC) 下的铁磁-顺磁转变。(TC) 随着 x 的增加而线性下降，并从 x = 0 的 278 K 变为 x = 0.15 的 94 K。阿罗特图分析和通用曲线方法被应用于研究该系统中磁跃迁的阶数，发现是二阶的。此外，还估计了对 Fe 掺杂敏感的磁熵变和相关的相对冷却功率 (RCP) 值。在TC附近，|-ΔSM| 达到最大值 3.06 J kg-1 K-1、2.93 J kg-1 K-1、2.22 J kg-1 K-1 和 0.77 J kg-1 K-1，而发现 RCP 为 268 J Kg−1、280 J Kg−1、285 J Kg−1 和 226 J Kg−1 对于 x = 0.00、0.05、0.10 和 0.15，分别在 5 T 的磁场中。通过这些结果，La0.5Sm0.强烈建议将 2Sr0.3Mn1-xFexO3 材料用作接近室温的磁制冷技术的活性制冷剂。估计了对 Fe 掺杂敏感的磁熵变和相关的相对冷却功率 (RCP) 值。在TC附近，|-ΔSM| 达到最大值 3.06 J kg-1 K-1、2.93 J kg-1 K-1、2.22 J kg-1 K-1 和 0.77 J kg-1 K-1，而发现 RCP 为 268 J Kg-1、280 J Kg-1、285 J Kg-1 和 226 J Kg-1 对于 x = 0.00、0.05、0.10 和 0.15，分别在 5 T 的磁场中。通过这些结果，La0.5Sm0.强烈建议将 2Sr0.3Mn1-xFexO3 材料用作接近室温的磁制冷技术的活性制冷剂。估计了对 Fe 掺杂敏感的磁熵变和相关的相对冷却功率 (RCP) 值。在TC附近，|-ΔSM| 达到最大值 3.06 J kg-1 K-1、2.93 J kg-1 K-1、2.22 J kg-1 K-1 和 0.77 J kg-1 K-1，而发现 RCP 为 268 J Kg-1、280 J Kg-1、285 J Kg-1 和 226 J Kg-1 对于 x = 0.00、0.05、0.10 和 0.15，分别在 5 T 的磁场中。通过这些结果，La0.5Sm0.强烈建议将 2Sr0.3Mn1-xFexO3 材料用作接近室温的磁制冷技术的活性制冷剂。