Cấu trúc và tính chất từ của hệ gốm Pr₀,₇A₀,₃MnO₃ (A = Ca, Sr, Ba) chế tạo bằng phương pháp nghiền phản ứng kết hợp xử lý nhiệt

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
38 
CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ GỐM Pr0,7A0,3MnO3 
(A = Ca, Sr, Ba) CHẾ TẠO BẰNG PHƢƠNG PHÁP 
NGHIỀNPHẢN ỨNG KẾT HỢP XỬ LÝ NHIỆT 
Nguyễn Thị Dung1,2,3, Nguyễn Thị Việt Chinh4, Nguyễn Văn Đăng1, Trần Đăng Thành2,3,* 
TÓM TẮT 
Hệ gốm đa tinh thể Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba) có cấu trúc orthorhombic được 
chế tạo thành công bằng phương pháp nghiền phản ứng kết hợp với xử lý nhiệt. Thông 
qua giản đồ nhiễu xạ tia X và dữ liệu M(H,T), sự ảnh hưởng của việc thay thế cation tại 
vị trí A lên cấu trúc và tính chất từ của hệ Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba) đã được thảo 
luận một cách chi tiết. Kết quả cho thấy có sự thay đổi của các tham số mạng và sự dịch 
chuyển đáng kể của nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ (TC) khi thay thế một phần ion 
Pr
3+
 bằng các nguyên tố kiềm thổ có bán kính ion lớn hơn. Trong biến thiên từ trường 10 
kOe, mẫu A = Sr (Pr0,7Sr0,3MnO3) nổi bật với hiệu ứng từ nhiệt lớn tại gần nhiệt độ 
phòng với các giá trị đặc trưng Smax và Cpmax cỡ 3,06 và 95,82 J/kgK. 
Từ khóa: Hiệu ứng từ nhiệt, chuyển pha sắt từ - thuận từ, manganites, 
Pr0,7A0,3MnO3. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Trong những năm gần đây, các ôxit mangan có cấu trúc perovskite (ABO3) với 
công thức chung RE1-xAxMnO3, trong đó RE là nguyên tố đất hiếm hóa trị ba (La, Pr...) 
và A là nguyên tố hóa trị hai (Ca2+, Sr2+, và Ba2+) là hệ vật liệu rất đƣợc quan tâm 
nghiên cứu về cấu trúc tinh thể và các tính chất vật lý [1,2,3,4]. Tƣơng tác trao đổi kép 
(DE) giữa các ion Mn3+ và Mn4+ thông qua trung gian là ion ôxy cùng với tƣơng tác 
electron-phonon mạnh xuất phát từ biến dạng Jahn-Teller của bát diện MnO6 đã làm 
phát sinh nhiều đặc tính thú vị trong các vật liệu này [5,6]. Một số hiện tƣợng vật lý hấp 
dẫn nhƣ từ trở khổng lồ (CMR), chuyển pha kim loại-điện môi và hiệu ứng từ nhiệt 
(MCE) đã đƣợc quan sát thấy trong hệ vật liệu RE1-xAxMnO3 bằng cách điều chỉnh 
tƣơng tác giữa electron-electron và mạng tinh thể-electron với các kiểu rối loạn khác 
nhau [7,8]. Với nhiều tính chất vật lý hấp dẫn và khả năng điều chỉnh dễ dàng nên hệ 
vật liệu này trở thành đối tƣợng tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị nhƣ thiết bị ghi 
từ, thiết bị truyền động từ, cảm biến, và thiết bị làm lạnh từ... [9,10]. Để có thể đƣa vật 
liệu ứng dụng vào các thiết bị thì cần phải hiểu sâu về các đặc tính vật lý của vật liệu khi 
1
 Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên 
2
 Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 
3
 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 
4
 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 
*
 Email: thanhtd@ims.vast.ac.vn; thanhxraylab@yahoo.com 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
39 
chịu ảnh hƣởng của các rối loạn khác nhau nhằm tạo ra khả năng kiểm soát và thao tác 
tốt đối với các thiết bị. Các tính chất khác thƣờng của các vật liệu này có thể đạt đƣợc 
bằng cách đƣa các cation có kích thƣớc khác nhau vào mạng cấu trúc mà không làm thay 
đổi trạng thái hóa trị của ion Mn [11]. Điều này gợi ý rằng biến dạng ngẫu nhiên của các 
cation RE
3+
 và A
2+
 phân bố tại vị trí A trong cấu trúc perovskite AMnO3 là một tham số 
quan trọng để điều khiển nhiệt độ chuyển pha và hiệu ứng từ trở của vật liệu [12]. Biến 
dạng mạng làm thay đổi độ dài liên kết Mn-O và góc liên kết Mn-O-Mn, do đó ảnh 
hƣởng đến sự truyền điện tử giữa các ion mangan. Gần đây, nhiều công trình đã 
nghiên cứu ảnh hƣởng của việc thay thế vị trí A bằng các ion có bán kính khác nhau 
đã cho thấy có sự cải thiện đáng kể về tính chất từ của vật liệu manganite [11-14]. 
Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu tập trung vào các hệ manganite nền 
lanthanum (RE = La). Rất gần đây, Pal và cộng sự [15] đã nghiên cứu trƣờng hợp 
RE = Pr, Nd, Sm, Gd và A = Sr đã chỉ ra rằng, Pr0,7Sr0,3MnO3 là một manganite có 
mômen từ khá lớn, chuyển pha điện và từ mạnh và giá trị từ trở cao ở từ trƣờng 
thấp. Kết quả của Aguilar [1] và Pal [15] đã gợi ý rằng, sự không vừa khớp bán kính ion 
tại vị trí Pr/A trong hệ Pr0,7A0,3MnO3 sẽ gây ảnh hƣởng mạnh đến cấu trúc và tính chất 
từ của vật liệu. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu chi tiết cấu trúc và tính chất từ 
của hệ gốm đa tinh thể Pr0,7A0,3MnO3 (với A = Ca, Sr và Ba). Việc thay thế một phần 
Pr
3+
 bằng các ion Ca2+, Sr2+ và Ba2+ có bán kính ion khác nhau cho phép chúng tôi đánh 
giá đƣợc sự ảnh hƣởng của bán kính ion trung bình () và độ sai khác bán kính ion 
tại vị trí Pr/A (σ2) lên cấu trúc và tính chất từ của hệ vật liệu. 
2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 
2.1. Thực nghiệm 
Hệ gốm đa tinh thể Pr0,7A0,3MnO3 (với A = Ca, Sr và Ba) đƣợc chế tạo bằng 
phƣơng pháp nghiền phản ứng kết hợp xử lý nhiệt. Hóa chất ban đầu đã sử dụng là các 
bột Pr6O11, CaO, SrO, BaO và Mn có độ sạch 99,9%. Chúng đƣợc tính toán và cân 
theo công thức danh định Pr0,7A0,3MnO3 (với A = Ca, Sr, Ba). Các hóa chất sau cân 
đƣợc nạp vào bình nghiền của máy nghiền cơ năng lƣợng cao Spex 8000D. Bình và bi 
nghiền đƣợc chế tạo từ thép tôi có độ cứng cao. Tỷ lệ khối lƣợng bi nghiền/bột là 4,8. 
Thời gian nghiền là 4 giờ và trong môi trƣờng không khí. Hỗn hợp sau khi nghiền đƣợc 
ép thành viên với áp lực 5000 kg/cm2. Các viên sau đó đƣợc nung thiêu kết 12 giờ tại 
1200
o
C trong không khí. Cấu trúc tinh thể của vật liệu đƣợc nghiên cứu thông qua 
giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) đo trên thiết bị Equinox 5000 (Thermo Scientific) với 
nguồn bức xạ Cu-Kα, bƣớc sóng  = 1,54056 Å. Từ độ phụ thuộc nhiệt độ và từ 
trƣờng đƣợc đo trên thiết bị từ kế mẫu rung (VSM-Lakeshore 331) theo chiều tăng 
nhiệt độ, bƣớc tăng nhiệt 2 K và trong từ trƣờng H = 0-10 kOe. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
40 
Hình 1. (a) Giản đồ XRD tại nhiệt độ phòng và (b) sự thay đổi của các thông số mạng 
(a, b, c/ 2 , và V) theo bán kính ion trung bình tại vị trí Pr/A () của hệ 
Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr và Ba) 
2.2. Kết quả và thảo luận 
Hình 1(a) tr ... đảo độ cảm từ χ-1(T) xác định đƣợc từ số liệu H/M(T) của các mẫu đƣợc 
trình bày trong Hình 2(c). Trong vùng thuận từ, các số liệu χ-1(T) đã đƣợc làm khớp 
theo hàm Curie-Weiss:  = C/(T - ), với C và  lần lƣợt là hằng số Curie và nhiệt độ 
Curie-Weiss. Từ kết quả làm khớp chúng tôi đã xác định đƣợc mômen thuận từ hiệu 
dụng (μeff) của các mẫu thông qua biểu thức [24]: 
2
2
3
A eff B
B
N
C
k
 
 (3) 
trong đó NA = 6,023×10
23
 mol
-1
 là số Avogadro, B = 9,274×10
-21
 emu là 
magneton Bohr, và kB = 1,38016×10
-23
 J/K là hằng số Boltzmann. 
 Về mặt lý thuyết, ta giả thiết mômen từ trong hợp chất Pr0,7A0,3MnO3 là do các 
ion Mn
3+
 (S = 2) và Mn
4+
 (S = 3) gây ra, với hệ số Lande g = 2. Khi đó, giá trị mômen 
thuận từ lý thuyết (μSpin) có thể đƣợc tính dựa trên biểu thức: 
(μSpin)
2
 = 0,7×(μMn3+)
2
 + 0,3×(μMn4+)
2
 (4) 
Với Mn3+ và Mn4+ lần lƣợt là mômen spin của các ion Mn
3+
 và Mn
4+
 với giá trị 
tƣơng ứng là 4,9 và 3,87 μB. Kết quả xác định giá trị mômen thuận từ hiệu dụng μeff và 
mômen thuận từ lý thuyết μspin của hệ Pr0,7A0,3MnO3 trong các trƣờng hợp A = Ca, Sr và Ba 
đƣợc trình bày trong Bảng 2. Ta nhận thấy μeff luôn có giá trị cao hơn so với μspin. Kết 
quả này đƣợc cho là có sự đóng góp của các tƣơng tác FM trong vùng nhiệt độ trên TC, 
có nghĩa là có sự tồn tại của các đám sắt từ ở trong vùng thuận từ [15]. Đây cũng là lý do 
mà ta thu đƣợc các giá trị θ cao hơn so với nhiệt độ chuyển pha FM-PM của vật liệu. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
43 
Bảng 2. Các thông số đặc trƣng từ và hiệu ứng từ nhiệt trong 
biến thiên từ trƣờng 10 kOe của hệ vật liệu Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba) 
A 
TC 
(K) 
θ 
(K) 
μeff 
(μB) 
μSpin 
(μB) 
M10kOe,100K 
(emu/g) 
| Smax| 
(J/kgK) 
 CPmin 
(J/kgK) 
 CPmax 
(J/kgK) 
Ca 128 133,9 5,30 4,62 71,57 1,01 -4,86 4,39 
Sr 268 273,9 4,77 4,62 95,83 3,06 -70,92 95,82 
Ba 190 190,7 5,43 4,62 78,33 1,88 -22,90 24,29 
 Hình 3(a) trình bày các đƣờng cong từ hóa ban đầu M(H) đƣợc đo tại nhiệt độ 
T = 100 K trong từ trƣờng cực đại 10 kOe của hệ vật liệu Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba). 
Trong vùng từ trƣờng thấp, từ độ của các mẫu đều tăng rất nhanh, sau đó tiệm cận bão 
hòa trong vùng từ trƣờng cao hơn (trên 4 kOe). Đặc trƣng này thƣờng đƣợc quan sát 
thấy trong trạng thái sắt từ của các manganite. Tại 100 K, trong từ trƣờng 10 kOe, từ 
độ của các mẫu A = Sr, Ba và Ca có giá trị 95,83; 78,33 và 71,57 emu/g tƣơng ứng 
với TC = 268; 190 và 128 K. Kết quả này gợi ý rằng tƣơng tác sắt từ trong mẫu A = Sr 
có cƣờng độ mạnh nhất. 
Hình 3. (a) Đƣờng cong từ hóa ban đầu đo tại 100 K, (b) biến thiên entropy từ và 
(c) biến thiên nhiệt dung riêng xác định đƣợc trong biến thiên từ trƣờng 10 kOe 
của hệ vật liệu Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr và Ba) 
Trên cơ sở các số liệu thực nghiệm M(H,T) đo tại các nhiệt độ khác nhau quanh 
nhiệt độ TC của các mẫu, chúng tôi đã tính đƣợc giá trị biến thiên entropy ( Sm) và 
biến thiên nhiệt dung riêng ( Cp) của vật liệu Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba) trong 
biến thiên từ trƣờng 10 kOe thông qua các biểu thức sau [25,26]: 
0
( , )
H
m
H
M
S T H dH
T
 
 
 (5) 
( , )
( , ) mp
S T H
C T H T
T
 

 (6) 
(c)(a) (b)
0
20
40
60
80
100
0 10
0
2 10
3
4 10
3
6 10
3
8 10
3
1 10
4
A=Ca
A=Sr
A=Ba
M
 (
em
u
/g
)
H (Oe)
T = 100 K
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
100 150 200 250 300
A=Ca
A=Sr
A=Ba
T (K)
- 
S
m
 (
J/
k
g
K
)
 H = 10 kOe
-20
-10
0
10
20
-100
-50
0
50
100
100 150 200 250 300
D
C
p
 A
=
C
a,
 B
a 
(J
/k
g
K
)
C
p
 A
=
S
r 
(J
/k
g
K
)
T (K)
A
=
C
a
A
=
B
a
A
=
S
r
 H = 10 kOe
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
44 
 Hình 3(b) và 3(c) trình bày sự phụ thuộc nhiệt độ của Sm và Cp đã tính đƣợc 
theo các Biểu thức (5) và (6) cho hệ vật liệu Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba). Đƣờng 
cong Sm(T) của các mẫu đều thể hiện một đỉnh cực đại ứng với chuyển pha FM-PM 
của vật liệu. Khi thay đổi nguyên tố pha tạp theo thứ tự A = Ca, Ba, Sr thì giá trị biến 
thiên entropy từ cực đại tăng dần từ 1,01 tới 3,06 J/kgK (Bảng 2). Đƣờng cong Cp(T) 
của các mẫu thể hiện một sự thay đổi đột ngột từ tín hiệu âm (khi T < TC) sang tín hiệu 
dƣơng (khi T > TC) ở lân cận vùng chuyển pha FM-PM. Trong đó, tiêu biểu nhất là 
mẫu A = Sr, trong biến thiên từ trƣờng 10 kOe, Cp đạt giá trị nhỏ nhất và lớn nhất 
tƣơng ứng là -70,92 và 95,82 J/kgK. Điều này có nghĩa là mẫu A = Sr có hiệu ứng từ 
nhiệt mạnh nhất trong số các mẫu nghiên cứu. 
 Để giải thích cho mức độ mạnh hay yếu (liên quan đến giá trị biến thiên entropy 
từ cao hay thấp), ta trở lại Biểu thức (5). Trong mỗi biến thiên từ trƣờng xác định, giá trị 
của Sm phụ thuộc đồng thời vào hai đại lƣợng, đó là độ lớn của từ độ M và độ sắc nét 
của quá trình thay đổi từ độ M theo nhiệt độ T (∂M/∂T). Có nghĩa là Sm của vật liệu từ 
có giá trị cao khi vật liệu đó có đồng thời hai yếu tố là từ độ cao và chuyển pha từ sắc 
nét. Trong nghiên cứu này, mẫu A = Sr có giá trị M cao nhất và chuyển pha FM-PM sắc 
nét nhất (Hình 2(b)), nên Sm của mẫu này đạt giá trị cao nhất (| Smax| = 3,06 J/kgK). 
3. KẾT LUẬN 
Bằng phƣơng pháp nghiền phản ứng kết hợp với xử lý nhiệt chúng tôi đã chế tạo 
thành công hệ gốm đa tinh thể Pr0,7A0,3MnO3 (A = Ca, Sr và Ba). Việc thay đổi 
nguyên tố pha tạp có bán kính ion khác nhau đã gây ra một số biến dạng mạng tinh thể 
và thay đổi các thông số cấu trúc nhƣng không gây ra chuyển pha cấu trúc 
orthorhombic. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ chuyển pha FM-PM và các đặc 
trƣng từ nhiệt của vật liệu ( Sm và Cp) hoàn toàn có thể điều khiển đƣợc thông qua 
việc lựa chọn nguyên tố thay thế A. Với A = Sr, vật liệu thể hiện các đặc trƣng từ tối 
ƣu hơn so với hai trƣờng hợp còn lại. Trong biến thiên từ trƣờng 10 kOe, vật liệu 
Pr0,7Sr0,3MnO3 đạt đƣợc | Smax| = 3,06 J/kgK tại gần TC = 268 K và giá trị biến thiên 
nhiệt dung lớn với Cpmin = -70,92 J/kgK, Cpmax = 95,82 J/kgK. Với các ƣu điểm 
nhƣ dễ chế tạo và độ bền cao, vật liệu Pr0,7Sr0,3MnO3 có thể trở thành một đối tƣợng 
tiềm năng trong ứng dụng công nghệ làm lạnh từ ở vùng gần nhiệt độ phòng. 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] C.J. Aguilar, J.E. Diosa, E. Mosquera, J.E. Rodríguez-Páez (2020), Study of the 
structural and optical properties of nanoparticles of Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.1, 0.2, 
0.3, 0.4 and 0.5) obtained by a modified polymer complex method, Materials 
Science and Engineering: B, 260, 114617. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
45 
[2] N. Jiang, Y. Jiang, Q. Lu, S. Zhao (2019), Dynamic exchange effect induced 
multi-state magnetic phase diagram in manganese oxide Pr1-xCaxMnO3, Journal 
of Alloys and Compounds, 805, 50-56. 
[3] S. Yamada, N. Abe, H. Sagayama, K. Ogawa, T. Yamagami, and T. Arima 
(2019), Room-temperature low-field colossal magnetoresistance in double-
perovskite manganite, Physical review letters, 123(12), 126602. 
[4] Y. Li, H. Zhang, X. Liu, Q. Chen, Q. Chen (2019), Electrical and magnetic 
properties of La1-xSrxMnO3 (0.1≤ x ≤ 0.25) ceramics prepared by sol–gel 
technique, Ceramics International, 45(13), 16323-16330. 
[5] A.J. Millis, P.B. Littlewood, and B.I. Shraiman (1995), Double exchange alone does 
not explain the resistivity of La1-xSrxMnO3, Physical review letters, 74(25), 5144. 
[6] C. Zener (1951), Interaction between the d-shells in the transition metals. II. 
Ferromagnetic compounds of manganese with perovskite structure, Physical 
Review, 82(3), 403. 
[7] C.A. Taboada-Moreno, F. Sánchez-De Jesús, F. Pedro-García, C.A. Cortés-
Escobedo, J.A. Betancourt-Cantera, M. Ramírez-Cardona, A.M. Bolarín-Miró 
(2020), Large magnetocaloric effect near to room temperature in Sr doped 
La0.7Ca0.3MnO3, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 496, 165887. 
[8] S. Solanki, D. Dhruv, H. Boricha, A. Zankat, K.N. Rathod, B. Rajyaguru, R.K. 
Trivedi, A.D.Joshi, S. Mukherjee, P.S. Solanki, N.A.Shah, Charge transport 
mechanisms and magnetoresistance behavior of La0.6Pr0.1Ca0.3MnO3 manganite, 
Journal of Solid State Chemistry, 288, 121446. 
[9] B. Sievers, M. Quintero, J. Sacanell (2019), Thermal cycling memory in phase 
separated manganites, Materials Today: Proceedings, 14, 84-87. 
[10] Y. Xu, M. Meier, P. Das, M.R. Koblischka, U. Hartmann (2002), Perovskite 
manganites: potential materials for magnetic cooling at or near room 
temperature, Crystal Engineering, 5(3-4), 383-389. 
[11] Y. Li, H. Zhang, Q. Chen, D. Li, Z. Li, Y. Zhang (2018), Effects of A-site cationic 
radius and cationic disorder on the electromagnetic properties of La0.7Ca0.3MnO3 
ceramic with added Sr, Pb, and Ba, Ceramics International, 44(5), 5378-5384. 
 [12] S. Saha, K. Das, S. Bandyopadhyay, I. Das (2017), A-site cationic disorder induced 
significantly large magnetoresistance in polycrystalline La0.2Gd0.5Ba0.3MnO3 
compound, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 442, 196-199. 
[13] G. Xiao, W. He, P. Chen, X. Wu (2019), Effect of Nd-substitution on the 
structural, magnetic and magnetocaloric properties of La0.67-
xNdxCa0.13Ba0.2MnO3 manganites, Physica B: Condensed Matter, 564, 133-142. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
46 
[14] P.P. Ma, Q.L. Lu, N. Lei, Y.K. Liu, B. Yu, J.M. Dai, S.H. Li, G.H. Jiang (2020), 
Effect of A-site substitution by Ca or Sr on the structure and electrochemical 
performance of LaMnO3 perovskite, Electrochimica Acta, 332, 135489. 
[15] A. Pal, A. Rao, D. Kekuda, B.S. Nagaraja, R. Mondal, D. Biswasd (2020), 
Investigation of cationic disorder effects on the transport and magnetic prop 
Pr0.5Sm0.2Sr0.3MnO3 erties of perovskite Pr0.7-xRExSr0.3MnO3 (x = 0.0, 0.2; RE = 
Nd, Sm, & Gd), Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 332, 167011. 
[16] M. Ellouze, W. Boujelben, H. Fuess (2003), Rietveld refinement X-ray powder 
data of Pr0.7Ba0.3MnO3, Powder Diffraction, 18(1), 29-31. 
[17] N.T. Dung, D.C. Linh, P.D.H. Yen, S.C. Yu, N.V. Dang and T.D. Thanh (2018), 
Magnetic and critical properties of Pr0.6Sr0.4MnO3 nanocrystals prepared by a 
combination of the solid state reaction and the mechanical ball milling methods, 
Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology, 9(2), 025010. 
[18] S. Zouari, M. Ellouze, A. Nasri, W. Cherif, E.K. Hlil, F. Elhalouani (2014), 
Morphology, structural, magnetic, and magnetocaloric properties of 
Pr0.7Ca0.3MnO3 nanopowder prepared by mechanical ball milling method, 
Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 27(2), 555-563. 
[19] A.N. Ulyanov, H.D. Quang, N.E. Pismenova, and S.C. Yu (2005), EPR and 
resistivity study of Pr0.7Ba0.3MnO3 manganite, IEEE Transactions on Magnetics, 
41(10), 2745-2747. 
[20] P. G. Radaelli, G. Iannone, M. Marezio, H.Y. Hwang, S-W. Cheong, J.D. 
Jorgensen, and D.N. Argyriou (1997), Structural effects on the magnetic and 
transport properties of perovskite A1-xAx′MnO3 (x = 0.25, 0.30), Physical Review 
B, 56(13), 8265. 
[21] T. Geng and S. Zhuang (2010), Correlations between structural effects and eg 
bandwidth in manganites, Physics Letters A, 374(15-16), 1784-1789. 
[22] N.T. Dang, D.P. Kozlenko, S.E. Kichanov, L.S. Dubrovinsky, Z. Jirák, D.M. 
Levin, E.V. Lukin & B.N. Savenko (2013), Structural and magnetic phase 
transitions occurring in Pr0.7Sr0.3MnO3 manganite at high pressures, JETP 
letters, 97(9), 540-545. 
[23] C.S. Nelson, M.V. Zimmermann, Y.J. Kim, J.P. Hill, D. Gibbs, V. Kiryukhin, 
T.Y. Koo, S.-W. Cheong, D. Casa, B. Keimer, Y. Tomioka, Y. Tokura, T. Gog, 
and C.T. Venkataraman (2001), Correlated polarons in dissimilar perovskite 
manganites, Physical Review B, 64(17), 174405. 
[24] R. Tripathi, V.P.S. Awana, N. Panwar, G.L. Bhalla, H.U. Habermier, S.K. 
Agarwal and H. Kishan (2009), Enhanced room temperature coefficient of 
resistance and magnetoresistance of Ag-added La0.7Ca0.3-xBaxMnO3 composites, 
Journal of Physics D: Applied Physics, 42(17), 175002. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 51.2020 
47 
[25] A.M. Tishin and Y.I. Spichkin (2016), The magnetocaloric effect and its 
applications, CRC Press. 
[26] M.H. Phan and S.C. Yu (2007), Review of the magnetocaloric effect in manganite 
materials, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 308(2), 325-340. 
STRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF Pr0.7A0.3MnO3 
(A = Ca, Sr, Ba) CERAMICS PREPARED BY COMBINATION OF 
REACTIVE MILLING AND HEAT TREATMENT METHODS 
Nguyen Thi Dung, Nguyen Thi Viet Chinh, Nguyen Van Dang, Tran Dang Thanh
ABSTRACT 
Pr0.7A0.3MnO3 (with A = Ca, Sr, Ba) ceramics belonging to an orthorhombic 
structure were successfully prepared by a combination of the reactive milling and the 
heat treatment methods. Based on experimental data of X-ray diffraction and M (H,T), 
the effect of cation replacement at Pr/A-site on the structure and the magnetic 
properties of the Pr0.7A0.3MnO3 (A = Ca, Sr, Ba) system has been carefully 
investigated. The results show a change in the lattice parameters and a significant 
shift in the ferromagnetic-paramagnetic phase transition temperature (TC) when a 
part of the Pr
3+
 ion was replaced by a larger ion (Ca
2+
, Sr
2+
, and Ba
2+
). Under an 
applied magnetic field change of 10 kOe, Pr0.7Sr0.3MnO3 sample stands out clearly in 
a large magnetocaloric effect near room temperature with the characteristic values 
such as | Smax| and Cpmax about 3.06 and 95.82 J/kgK, respectively. 
Keywords: Magnetocaloric, magnetic phase transition, manganites, Pr0.7Sr0.3MnO3. 
* Ngày nộp bài: 14/10/2020; Ngày gửi phản biện: 17/10/2020; Ngày duyệt đăng: 28/10/2020 
* Lời cảm ơn: Công trình này được tài trợ một phần kinh phí bởi đề tài Khoa học và 
Công nghệ cấp Bộ mã số B2019-TNA-01.VL, Trường Đại học Khoa học - Đại học 
Thái Nguyên; và một phần kinh phí được hỗ trợ từ Quỹ Phát triển khoa học và công 
nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 103.02-2019.42.