LaCaPbMn1-xAxO3 (A: Ni, Bi) manganitlerinin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Characterization of structural, magnetic, and magnetocaloric properties of LaCaPbMn1-xAxO3 (A: Ni, Bi) manganites
Yazar: DERYA TOYGANÖZÜ
Danışman: PROF. DR. AHMET EKİCİBİL
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında üretimlerinin kolay ve nispeten ucuz olması, kimyasal kararlılığa sahip olmaları ve ikinci dereceden manyetik geçişe sahip olmaları sebebiyle düşük manyetik histeresis gösteren La-tabanlı manganit malzemeler üzerine çalışma yapılmıştır. Malzemelerin üretiminde katıhal reaksiyon yöntemi kullanılmıştır. Çalışma kapsamında La0.65Ca0.20Pb0.15Mn1-xAxO3 ana fazında Mn-bölgesine Ni ve Bi elementlerinin Mn ile belirli oranlarda yer değiştirmesi ile birlikte malzemelerin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Üretilen malzemelerin kristal yapıları X-Işını Difraktometresi (XRD) ile, yüzey morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile, elementel analizi Enerji Dağılımlı X-Işını Spektrometresi (EDS) ile yapılmıştır. Üretilen tüm malzemelerin R3 ̅c uzay grubunda ve rombohedral kristal yapıda olduğu tespit edilmiştir. Yüzey morfolojileri incelendiğinde tüm malzemelerin sıkı paket yapıda olduğu ve poligonal şekillenmeler gözlemlenmiştir. Malzemelerin manyetik özellikleri Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi (PPMS) ile incelenmiştir. Malzemelerin manyetik özellikleri sıcaklığa bağlı M(T) ve alana ağlı M(H) ölçümleri ile tespit edilmiştir. Manyetik ölçüm sonuçlarından Mn bölgesinin Ni ve Bi ile değişimi malzemelerin geçiş sıcaklıklarını oda sıcaklığına yaklaştırdığı gözlemlenmiştir. Bi katkılı örneklerin manyetokalorik özelliklerinde iyileşme olduğu gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Manyetokalorik Etki, Manyetik Soğutma Sistemleri, Curie Sıcaklığı, Entropi Değişimi

Abstract:
In this thesis study, La-based manganite materials exhibiting low magnetic hysteresis have been investigated due to their ease and relatively low cost of production, chemical stability, and second-order magnetic transition. The solid-state reaction method was used in the production of the materials. Within the scope of the study, the effects of the substitution of Ni and Bi elements for Mn in certain proportions in the Mn region of the La0.65Ca0.20Pb0.15Mn1-xAxO3 ana phase on the structural, magnetic, and magnetocaloric properties of the materials have been investigated. The crystal structures of the produced materials were determined by X-ray Diffractometry (XRD), the surface morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM), and the elemental analysis by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). It was determined that all produced materials have a rhombohedral crystal structure in the R3 ̅c space group. When the surface morphologies were examined, it was observed that all materials had a dense packing structure and polygonal formations. The magnetic properties of the materials were investigated using a Physical Properties Measurement System (PPMS). The magnetic properties of the materials were determined by temperature-dependent M(T) and field-dependent M(H) measurements. From the magnetic measurement results, it has been observed that the change of the Mn region with Ni and Bi brings the transition temperatures of the materials closer to room temperature. It was observed that there was an improvement in the magnetocaloric properties of the Bi-doped samples.

Keywords: Magnetocaloric Effect, Magnetic Refrigeration Systems, Curie Temperature, Entropy Change