Abstract Orthorhombic La0.7-xEuxCa0.3MnO3 samples (x = 0.04–0.12) with apparent density of ρ = 3.9–4.1 g/cm3 prepared by solid-state reactions have been studied. The analysis of temperature-dependent magnetization for an applied field H = 500 Oe indicated a decrease of the Curie temperature (TC) from about 225 K for x = 0.04 through 189 K for x = 0.08–146 K for x = 0.12. The magnetocaloric (MC) study upon analyzing M(H, T) data has revealed that the magnetic entropy change around TC reaches the maximum (|ΔSmax|), which is dependent on both x and H. For an applied field interval of ΔH = 60 kOe, |ΔSmax| values are about 5.88, 4.93, and 4.71 J/kg⋅K for x = 0.04, 0.08, and 0.12, respectively. Though |ΔSmax| decreases with increasing x, relative cooling power (RCP) increases remarkably from 383 J/kg for x = 0.04 to about 428 J/kg for x = 0.08 and 0.12. This is related to the widening of the ferromagnetic-paramagnetic transition region when x increases. Particularly, if combining two compounds with x = 0.04 and 0.08 (or 0.12) as refrigerant blocks for MC applications, a cooling device can work in a large temperature range of 145–270 K, corresponding to RCP ≈ 640 J/kg for H = 60 kOe. M(H) analyses around TC have proved x = 0.04 exhibiting the mixture of first- and second-order phase transitions while x = 0.08 and 0.12 exhibit a second-order nature. The obtained results show potential applications of Eu-doped La0.7Ca0.3MnO3 materials for magnetic refrigeration below room temperature.

中文翻译：

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Eu 掺杂的 La0.7Ca0.3MnO3 化合物中增强的磁热效应

摘要 研究了通过固态反应制备的表观密度为 ρ = 3.9-4.1 g/cm3 的正交晶系 La0.7-xEuxCa0.3MnO3 样品 (x = 0.04-0.12)。对外加场 H = 500 Oe 的温度相关磁化强度的分析表明，居里温度 (TC) 从 x = 0.04 时的约 225 K 降低到 x = 0.08-146 K 时 x = 0.12 时的 189 K。基于分析 M(H, T) 数据的磁热 (MC) 研究表明，TC 周围的磁熵变化达到最大值 (|ΔSmax|)，这取决于 x 和 H。对于 ΔH 的外加场间隔 = 60 kOe, |ΔSmax| 对于 x = 0.04、0.08 和 0.12，值分别约为 5.88、4.93 和 4.71 J/kg⋅K。虽然|ΔSmax| 随着 x 的增加，相对冷却功率 (RCP) 从 x = 0.04 的 383 J/kg 显着增加到 x = 0.08 和 0.12 的约 428 J/kg。这与当 x 增加时铁磁-顺磁过渡区的扩大有关。特别是，如果将 x = 0.04 和 0.08（或 0.12）的两种化合物组合作为 MC 应用的制冷剂块，冷却装置可以在 145–270 K 的大温度范围内工作，对应于 H = 640 J/kg 的 RCP ≈ 640 J/kg 60 千瓦。围绕 TC 的 M(H) 分析证明 x = 0.04 表现出一阶和二阶相变的混合，而 x = 0.08 和 0.12 表现出二阶性质。所得结果显示了掺铕的 La0.7Ca0.3MnO3 材料在室温以下磁制冷方面的潜在应用。冷却装置可以在 145–270 K 的大温度范围内工作，对应于 H = 60 kOe 时 RCP ≈ 640 J/kg。围绕 TC 的 M(H) 分析证明 x = 0.04 表现出一阶和二阶相变的混合，而 x = 0.08 和 0.12 表现出二阶性质。所得结果显示了掺铕的 La0.7Ca0.3MnO3 材料在室温以下磁制冷方面的潜在应用。冷却装置可以在 145–270 K 的大温度范围内工作，对应于 H = 60 kOe 时 RCP ≈ 640 J/kg。围绕 TC 的 M(H) 分析证明 x = 0.04 表现出一阶和二阶相变的混合，而 x = 0.08 和 0.12 表现出二阶性质。所得结果显示了掺铕的 La0.7Ca0.3MnO3 材料在室温以下磁制冷方面的潜在应用。