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$ r_3 $ ga $ _5 $ o $ $ _ {12} $的磁化属性（$ r $ = tb，gd，nd，dy）
Magnetocaloric properties of $R_3$Ga$_5$O$_{12}$ ($R$ = Tb,Gd,Nd,Dy)
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论文摘要
我们报告了稀有地球石榴石家族的几个成员的特征性磁性特性，GD $ _3 $ ga $ _5 $ _5 $ o $ $ _ {12} $（ggg），dy $ _3 $ _3 $ ga $ _5 $ _5 $ _ $ _ {12} $（dgg） nd $ _3 $ ga $ _5 $ o $ _ {12} $（NGG），并比较其对磁性冷却的相对潜在效用，包括其最小的绝热消除消除灭绝冷藏（ADR）温度和相对冷却参数。这项工作的一个主要目的是鉴定了与GGG的磁联性特性相对于低温ADR低温器的使用。使用tb $^{+3} $和dy $^{+3} $在稀有地点提供的原则上提供了较高的饱和度磁化和nd $^{+3} $，从而给予了较低的de Gennes因子，因此潜在地降低了磁性过渡温度，从而限制了有用的温度范围。我们的结果表明，在低应用场和低限制温度下，DY $ _3 $ ga $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $ _5 $。
We report the characteristic magnetic properties of several members of the rare-earth garnet family, Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (GGG), Dy$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (DGG), Tb$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (TGG), and Nd$_3$Ga$_5$O$_{12}$ (NGG), and compare their relative potential utility for magnetocaloric cooling, including their minimal adiabatic demagnetization refrigeration (ADR) temperatures and relative cooling parameters. A main objective of this work concerns the identification of potential improvements over the magnetocaloric properties of GGG for use in low temperature ADR cryostats. Using Tb$^{+3}$ and Dy$^{+3}$ in the rare-earth site offers, in principle, a higher saturation magnetization and Nd$^{+3}$ gives a lower de Gennes factor and therefore potentially reduced magnetic transition temperatures, limiting the useful temperature range. Our results show that Dy$_3$Ga$_5$O$_{12}$ yields an optimal relative cooling parameter ($RCP$) at low applied fields and low limiting temperatures, which would allow for the design of more efficient ADR cryostats.
