Giant caloric effects in charge-spin-lattice coupled transition-metal oxides

1 A. Gschneidner, V. K. Pecharsky and A. O. Tsokol, Rep. Prog.

Phys., 2005, 68, 1479–1539.

2 M. Valant, Prog. Mater. Sci., 2012, 57, 980–1009.

3 S. F¨

ahler, U. K. Rößler, O. Kastner, J. Eckert, G. Eggeler,

H. Emmerich, P. Entel, S. Müller, E. Quandt and K. Albe,

Energy Technol., 2012, 14, 10–19.

4 X. Moya, S. Kar-Narayan and N. D. Mathur, Nat. Mater., 2014,

13, 439–450.

5 L. Mañosa and A. Planes, Adv. Mater., 2017, 29, 1603607.

6 A. M. Omer, Renew. Sustain. Energy Rev., 2008, 12, 2265–2300.

7 J. M. Calm, Int. J. Refrig., 2008, 31, 1123–1133.

8 A. S. Mischenko, Q. Zhang, J. F. Scott, R. W. Whatmore and

N. D. Mathur, Science, 2006, 311, 1270.

9 B. Neese, B. Chu, S. G. Lu, Y. Wang, E. Furman and

Q. M. Zhang, Science, 2008, 321, 821.

10 D. Matsunami and A. Fujita, Appl. Phys. Lett., 2015, 106,

042901.

11 L. Mañosa, D. Gonz´

alez-Alonso, A. Planes, E. Bonnot,

M. Barrio, J. L. Tamarit, S. Aksoy and M. Acet, Nat. Mater.,

2010, 9, 478–481.

12 D. Matsunami, A. Fujita, K. Takenaka and M. Kano, Nat.

Mater., 2015, 14, 73–78.

13 G. V. Brown, J. Appl. Phys., 1976, 47, 3673–3680.

14 V. K. Pecharsky and K. A. Gschneidner, Phys. Rev. Lett., 1997,

78, 4494–4497.

15 M. P. Annaorazov, S. A. Nikitin, A. L. Tyurin, K. A. Asatryan

and A. K. Dovletov, J. Appl. Phys., 1996, 79, 1689–1695.

16 H. Wada and H. Tanabe, Appl. Phys. Lett., 2001, 79, 3302–

3304.

17 X. Moya, E. Stern-Taulats, S. Crossley, D. Gonz´

alez-Alonso,

S. Kar-Narayan, A. Planes, L. Mañosa and N. D. Mathur,

Adv. Mater., 2013, 25, 1360–1365.

18 B. Nair, T. Usui, S. Crossley, S. Kurdi, G. G. Guzm´

an-Verri,

X. Moya, S. Hirose and N. D. Mathur, Nature, 2019, 575,

468–472.

19 D. Matsunami and A. Fujita, Appl. Phys. Lett., 2015, 106,

042901.

20 E. Stern-Taulats, P. Lloveras, M. Barrio, E. Defay, M. Egilmez,

A. Planes, J. L. Tamarit, L. Mañosa, N. D. Mathur and

X. Moya, APL Mater., 2016, 4, 091102.

21 E. A. Mikhaleva, I. N. Flerov, M. V. Gorev, M. S. Molokeev,

A. V. Cherepakhin, A. V. Kartashev, N. V. Mikhashenok

and K. A. Sablina, Phys. Solid State, 2012, 54, 1832–1840.

22 B. Li, Y. Kawakita, S. Ohira-Kawamura, T. Sugahara,

H. Wang, J. Wang, Y. Chen, S. I. Kawaguchi, S. Kawaguchi,

K. Ohara, K. Li, D. Yu, R. Mole, T. Hattori, T. Kikuchi,

S. ichiro Yano, Z. Zhang, Z. Zhang, W. Ren, S. Lin,

J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 12695–12702 | 12701

View Article Online

Journal of Materials Chemistry A

Open Access Article. Published on 06 January 2023. Downloaded on 8/3/2023 8:03:31 AM.

This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

O. Sakata, K. Nakajima and Z. Zhang, Nature, 2019, 567, 506–

510.

E. Stern-Taulats, T. Cast´

an, L. Mañosa, A. Planes,

N. D. Mathur and X. Moya, MRS Bull., 2018, 43, 295–298.

N. Zhang, Y. Yuan, X. Cao, Y. Du, Z. Zhang and Y. Gui, Adv.

Eng. Mater., 2018, 20, 1–30.

A. Fallahi, G. Guldentops, M. Tao, S. Granados-Focil and

S. Van Dessel, Appl. Therm. Eng., 2017, 127, 1427–1441.

J. Zaanen, G. A. Sawatzky and J. W. Allen, Phys. Rev. Lett.,

1985, 55, 418–421.

F. M. F. de Groot, M. Grioni, J. C. Fuggle, J. Ghijsen,

G. A. Sawatzky and H. Petersen, Phys. Rev. B: Condens.

Matter Mater. Phys., 1989, 40, 5715–5723.

N. A. Spaldin and M. Fiebig, Science, 2005, 309, 391–3922.

N. A. Spaldin, S. W. Cheong and R. Ramesh, Phys. Today,

2010, 63, 38–43.

Y. Kosugi, M. Goto, Z. Tan, A. Fujita, T. Saito, T. Kamiyama,

W. T. Chen, Y. C. Chuang, H. S. Sheu, D. Kan and

Y. Shimakawa, Adv. Funct. Mater., 2021, 31, 2009476.

Y. Kosugi, M. Goto, Z. Tan, D. Kan, M. Isobe, K. Yoshii,

M. Mizumaki, A. Fujita, H. Takagi and Y. Shimakawa, Sci.

Rep., 2021, 11, 12682.

Y. Shimakawa, Inorg. Chem., 2008, 47, 8562–8570.

Y. W. Long, N. Hayashi, T. Saito, M. Azuma, S. Muranaka and

Y. Shimakawa, Nature, 2009, 458, 60–63.

Y. W. Long, T. Salto, T. Tohyama, K. Oka, M. Azuma and

Y. Shimakawa, Inorg. Chem., 2009, 48, 8489.

A. N. Vasil’ev and O. S. Yolkova, Low Temp. Phys., 2007, 33, 895.

K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Crystallogr., 2008, 41, 653–658.

E. R. Jette and F. Foote, J. Chem. Phys., 1933, 1, 9.

R. M. Hazen and R. Jeanloz, Rev. Geophys., 1984, 22, 37.

L. Pauling and S. B. Hendricks, J. Am. Chem. Soc., 1925, 47, 781.

H. E. Hoefer, G. P. Brey, B. Schulz-Dobrick and

R. Oberhaensli, Eur. J. Mineral., 1994, 6, 407.

F. D. Romero and Y. Shimakawa, Chem. Commun., 2019, 55,

3690–3696.

12702 | J. Mater. Chem. A, 2023, 11, 12695–12702

Perspective

42 Y. Shimakawa, J. Phys. D Appl. Phys., 2015, 48, 504006.

43 W. T. Chen, T. Saito, N. Hayashi, M. Takano and

Y. Shimakawa, Sci. Rep., 2012, 2, 449.

44 Y. Shimakawa, M. W. Lufaso and P. M. Woodward, APL

Mater., 2018, 6, 086106.

45 T. Samanta, P. Lloveras, A. U. Saleheen, D. L. Lepkowski,

E. Kramer, I. Dubenko, P. W. Adams, D. P. Young,

M. Barrio, J. L. Tamarit, N. Ali and S. Stadler, Appl. Phys.

Lett., 2018, 112, 021907.

46 M. Bratko, E. Lovell, A. D. Caplin, V. Basso, A. Barcza,

M. Katter and L. F. Cohen, Phys. Rev. B, 2017, 95, 064411.

47 K. Morrison, M. Bratko, J. Turcaud, A. Berenov, A. D. Caplin

and L. F. Cohen, Rev. Sci. Instrum., 2012, 83, 033901.

48 K. Morrison, A. Dupas, Y. Mudryk, V. K. Pecharsky,

K. A. Gschneidner, A. D. Caplin and L. F. Cohen, Phys. Rev.

B: Condens. Matter Mater. Phys., 2013, 87, 134421.

49 M. Etter, M. Isobe, H. Sakurai, A. Yaresko, R. E. Dinnebier

and H. Takagi, Phys. Rev. B, 2018, 97, 195111.

50 J. C. Lashley, M. F. Hundley, A. Migliori, J. L. Sarrao,

P. G. Pagliuso, T. W. Darling, M. Jaime, J. C. Cooley,

W. L. Hults, L. Morales, D. J. Thoma, J. L. Smith, J. BoerioGoates, B. F. Woodeld, G. R. Stewart, R. A. Fisher and

N. E. Phillips, Cryogenics, 2003, 43, 369–378.

51 M. Takano, N. Nakanishi, Y. Takeda, S. Naka and T. Takada,

Mater. Res. Bull., 1977, 12, 923.

52 Y. Takeda, S. Naka, M. Takano, T. Shinjo, T. Takada and

M. Shimada, Mater. Res. Bull., 1978, 13, 61.

53 P. M. Woodward, D. E. Cox, E. Mosphopoulou, A. W. Sleight

and S. Morimoto, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys.,

2000, 62, 844.

54 W. T. Chen, Y. Long, T. Saito, J. P. Atteld and Y. Shimakawa,

J. Mater. Chem., 2010, 20, 7282–7286.

55 D. Treves, M. Eibschütz and P. Coppens, Phys. Lett., 1965, 18,

216–217.

56 I. S. Lyubutin, T. V. Dmitrieva and A. S. Stepin, J. Exp. Theor.

Phys., 1999, 88, 590–597.

This journal is © The Royal Society of Chemistry 2023

...