Chế tạo và nghiên cứu một số tính chất vật lý của vật liệu từ nhiệt có cấu trúc lập phương loại NaZn13

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 
 1 
Chế tạo và nghiên cứu một số tính chất vật lý của vật liệu 
từ nhiệt có cấu trúc lập phương loại NaZn13 
Đỗ Thị Kim Anh* 
Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 
334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 18 tháng 11 năm 2016 
Chỉnh sửa ngày 07 tháng 02 năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 23 tháng 03 năm 2017 
Tóm tắt: Sự hình thành pha NaZn13 đã được khảo sát trong hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13 (với x = 
0,12; 0,14; 0,15; 0,18 và 0,21). Ở nhiệt độ phòng, hợp chất La(Fe1-xSix)13 kết tinh ở cấu trúc lập 
phương trong vùng 0,12 x 0,18 và tứ diện khi x 0,21. Khi nồng độ Si thay đổi cấu trúc tinh 
thể và tính chất từ trong hợp chất thay đổi một cách đều đặn. Các thông số mạng giảm tuyến tính 
khi nồng độ Si tăng. Nhiệt độ chuyển pha TC tăng khi nồng độ Si tăng còn mômen từ bão hòa Ms 
giảm tuyến tính. Nguyên nhân có thể do tính sắt từ của hợp chất giảm làm thay đổi tương tác trao 
đổi giữa đất hiếm – kim loại chuyển tiếp 3d. Tính chất nhiệt điện đã được khảo sát trên hợp chất 
dư Lantan La1+(Fe0,85Si0,15)13 ( = 0,06 và 0,09). Điện trở suất có dạng tuyến tính khi nhiệt độ tăng 
và sự tăng của độ dẫn nhiệt theo nhiệt độ. Công suất nhiệt đạt giá trị nhỏ nhất xung quanh 200 K 
(gần TC) và tăng ở vùng nhiệt độ phòng. Tính chất từ và từ nhiệt của hợp chất La1-yCeyFe11,44Si1,56 
(0,0 y 0,3) khi thay thế một phần Ce cho La đã được khảo sát. Do bán kính của ion Ce3+ nhỏ 
hơn so với ion La3+ nên sự thay thế của Ce cho La sẽ làm cho hàng số mạng co lại tăng cường hiệu 
ứng từ thể tích và kéo theo sự giảm của nhiệt độ chuyển pha Curie TC. Giá trị lớn của sự thay đổi 
entropy từ Sm = 18,67 J/kg·K nhận được đối với y = 0,2 (tại H = 4 T) là do đóng góp của 
chuyển pha bậc nhất IEM trong vật liệu này. So với mẫu chưa thay thế Ce cho La thành phần Ce 
thay thế 20% làm cho Sm tăng khoảng 65% ở từ trường biến thiên 1 T. Kết quả này hứa hẹn 
trong việc ứng dụng vật liệu này trong công nghiệp làm lạnh từ. 
Từ khóa: Cấu trúc tinh thể loại NaZn13, chuyển pha từ giả bền (IEM), tính chất từ, tính chất điện, 
hiệu ứng từ nhiệt (MCE). 
1. Mở đầu 
Vật liệu liên kim loại hai nguyên hoặc ba 
nguyên giữa đất hiếm với các kim loại chuyển 
tiếp (được ký hiệu là R-T với R = đất hiếm, T = 
kim loại chuyển tiếp) có vai trò quan trọng 
không chỉ trong việc hiểu biết bản chất vật lý 
của các vật liệu mà chúng ngày càng tìm được 
nhiều ứng dụng trong kỹ thuật. Hợp chất liên 
kim loại hai nguyên có những tính chất rất đặc 
_______ 
 ĐT: 84-904543899. 
 Email: kimanh72@gmail.com 
biệt do tổ hợp được ưu điểm của hai thành phần 
chủ yếu là đất hiếm với mômen từ lớn và dị 
hướng từ cao ở nhiệt độ thấp, còn kim loại 
chuyển tiếp với tương tác trao đổi rất mạnh. 
Hợp chất liên kim loại ba nguyên trên cơ sở các 
vật liệu R-T-A (A=B, Si, Ge,) cho thấy nhiều 
tính chất vật lý thú vị, đặc biệt là tính chất từ. 
Việc phát hiện các tính chất này cùng với sự 
phát triển các phương pháp công nghệ đa dạng 
cho phép chế tạo ra các vật liệu không chỉ ở 
dạng khối mà còn ở dạng bột siêu mịn, dạng hạt 
xen kẽ trong ma trận (composite), dạng băng 
trong công nghệ làm nguội nhanh hoặc dạng 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 
2 
màng mỏng đơn đa lớp. Những thành công này 
dẫn đến các ứng dụng vô cùng phong phú của 
các vật liệu nói trên nhất là khi giảm kích thước 
của các phân tử từ tính xuống cỡ nanomet. 
Năm 1881, Warburg lần đầu tiên đã phát 
hiện ra hiệu ứng từ nhiệt (MCE) [1], đó là sự 
thay đổi nhiệt độ của vật liệu từ dưới tác dụng 
của từ trường ngoài. Việc nghiên cứu chế tạo 
vật liệu có MCE lớn với nhiệt độ chuyển pha 
gần với nhiệt độ phòng và từ trường ứng dụng 
thấp là vấn đề thu hút sự chú ý của nhiều nhà 
khoa học trên thế giới. 
Vào những năm cuối thế kỉ 20, đã có rất 
nhiều thành công trong việc nghiên cứu hiệu 
ứng từ nhiệt. Song song với quá trình phát triển 
việc nghiên cứu MCE trên nhiều loại vật liệu 
từ, đã có nhiều công trình nghiên cứu về hợp 
chất giả lưỡng nguyên La(Fe1-xMx)13 xuất phát 
từ vật liệu hai nguyên loại LaT13 với cấu trúc 
lập phương loại NaZn13 [2]. Tính chất từ của hệ 
hợp chất này phụ thuộc rất mạnh vào nguyên tố 
thay thế hoặc những tác nhân bên ngoài như từ 
trường và áp suất. Khi thay thế các nguyên tố 
cho Fe, trong hợp chất La(Fe1-xMx)13 biểu hiện 
một tính chất từ giả bền điện tử linh động. Sự 
thay thế này làm ảnh hưởng đến hiệu ứng từ 
nhiệt, hiệu ứng từ thể tích, từ giảo khổng lồ và 
một số tính chất khác của vật liệu [3]. Các công 
trình nghiên cứu của nhóm Fujita [3-4] đã 
chứng tỏ các vật liệu La(Fe,Si)13 có tính sắt từ 
với nhiệt độ chuyển pha Curie (TC) ở gần nhiệt 
độ phòng và mômen từ bão hòa lớn. Hơn nữa, 
chuyển pha từ giả bền ở trên nhiệt độ TC có kèm 
với hiện tượng từ giảo khổng lồ cũng đã được 
phát hiện [5]. Chuyển pha từ giả bền điện tử 
 ... 
22
)
(5
31
)
(4
40
)
(4
42
)
(6
20
)
(4
44
)
(6
40
)
(6
42
)
(8
00
)
(6
44
)
(8
22
)
(8
42
)
(9
31
)
(8
44
)
(1
0 
2 
0)
(9
51
)
(9
53
)
(1
0 
4 
2)
y = 0.0
y = 0.1
y = 0.3
y = 0.2
Hình 8. Phổ nhiễu xạ bột tia X của các hợp chất La1-yCeyFe11,44Si1,56 (y = 0.0-0.3) ở nhiệt độ phòng. 
C
ư
ờ
n
g 
đ
ộ 
n
h
iễ
u
 x
ạ 
(đ
.v
.t
.y
) 
2 () 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 
10 
Kết quả phân tích Rietveld cho thấy các 
nguyên tử La chiếm các vị trí 8a (0,25; 0,25; 
0,25), trong khi đó các nguyên tử Fe chiếm các 
vị trí không đối xứng 8b (0, 0, 0) và 96i (0; 
0,1798; 0,1191) trong nhóm Fm-3c. Kết quả 
cũng đã chỉ ra các nguyên tử Si chiếm một cách 
ngẫu nhiên ở các vị trí 8b và 96i. Tính toán 
hằng số mạng của hệ hợp chất La1-
yCeyFe11,44Si0,56 cho thấy tất cả các hợp chất đều 
có cấu trúc lập phương loại NaZn13 với hằng số 
mạng lần lượt là: 1,1477; 1,1476; 1,1474 và 
1,1471 Å tương ứng với y = 0,0; 0,1; 0,2 và 0,3. 
0 0.2 0.4
1.146
1.147
1.148
1.149
1.150
1.151
160
170
180
190
200
Concentration
L
at
ti
ce
 c
on
st
an
t 
(n
m
)
La1−yCeyFe11.44Si1.56
a
TC 
C
u
ri
e 
te
m
p
er
at
u
re
 (
K
)
Hình 9. Sự phụ thuộc của hằng số mạng a và nhiệt 
độ Curie TC vào nồng độ thay thế Ce trong hệ hợp 
chất La1-yCeyFe11,44Si1,56 (y = 0,1; 0,2; 0,3). 
Như vậy, hằng số mạng của hệ hợp chất La1-
yCeyFe11,44Si0,56 giảm khi tăng nồng độ thay thế 
Ce cho La. Sự phụ thuộc của hằng số mạng vào 
nồng độ Ce trong hợp chất La1-yCeyFe11,44Si0,56 
được chỉ ra trong Hình 9, sự giảm này là tuyến 
tính và được cho là hiện tượng “co Lanthan” do 
bán kính ion của Ce nhỏ hơn bán kính ion La. 
Tính chất từ của hệ hợp chất La1-yCeyFe11,44 
Si1,56 với y=0,0; 0,1; 0,2; 0,3 được xác định thông 
qua các phép đo: sự phụ thuộc của từ độ vào 
nhiệt độ M(T) và sự phụ thuộc của từ độ vào từ 
trường M(H). Khi đo sự phụ thuộc của từ độ 
vào nhiệt độ đối với tất cả các hợp chất kết quả 
cho thấy các hợp chất đều tồn tại chuyển pha từ 
trạng thái sắt từ sang trạng thái thuận từ tại 
nhiệt độ chuyển pha Curie TC (Hình 10). Giá trị 
của nhiệt độ chuyển pha Curie được xác định từ 
đường M(T) lần lượt là 197; 193; 185 và 175 K 
tương ứng với y = 0,0; 0,1; 0,2; 0,3. Như vậy, 
nhiệt độ chuyển pha TC giảm khi tăng nồng độ 
Ce như đã biểu diễn trên Hình 9. 
Sự thay đổi của nhiệt độ chuyển pha TC theo 
nồng độ thay thế Ce được giải thích đựa vào 
tương tác T-T và R-R trong hợp chất đất hiếm 
kim loại chuyển tiếp. Nhiệt độ TC chịu ảnh 
hưởng nhỏ của tương tác R-T thông qua mối 
liên hệ giữa cường độ tương tác trao đổi R-T 
với nhiệt độ TC cho bởi biểu thức: 
TRTRRT
TCRC
BRT
GGZZ
TTTT
kA
4
))((
3
(2) 
Trong đó: ZRT, ZTR là số nguyên tử lân cận 
tham gia và tương tác; GR, GT = ST(ST+1) là 
thừa số de Gennes của ion R và T tương ứng; 
TR và TT là đóng góp của phân mạng R và phân 
mạng T vào TC. Giá trị của TC chủ yếu do tương 
tác T-T quyết định thông qua mối liên hệ cho 
bởi biểu thức: 
TBT
CB
TT
GN
Tk
n
24
3

(3) 
Như vậy, khi đi từ đầu dãy đất hiếm thì hệ 
số ART trong tương tác R-T giảm đi, nghĩa là 
ALa-Fe > ACe-Fe do đó nhiệt độ Curie giảm khi 
thay thế La bằng một phần Ce. Đối với tương 
tác T-T khi tăng nồng độ Ce mức độ bất trật tự 
của hợp chất giảm xuống, dẫn đến hệ số trường 
phân tử nTT giảm nên nhiệt độ TC giảm. 
Nồng độ Ce 
H
ằn
g
 s
ố 
m
ạn
g
 (
n
m
) 
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 c
h
u
y
ển
 p
h
a 
 C
u
ri
e 
(K
) 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 11 
180 200 220 240 260
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperature (K)
M
ag
n
et
iz
at
io
n
 (
em
u
/g
)
H = 0.1 T 
La1−yCeyFe11.44Si1.56
y = 0.0
y = 0.2
y = 0.1
Hình 10. Sự phụ thuộc của từ độ vào nhiệt độ trong 
hệ hợp chất La1-yCeyFe11,44Si1,56 (y = 0,0; 0,1 
and 0,2) ở từ trường H = 0,1 T. 
Để khảo sát về loại chuyển pha từ trong các 
hợp chất này chúng tôi đã thực hiện các phép 
đo đường từ hóa đẳng nhiệt của hợp chất 
La0,8Ce0,2Fe11,44Si0,56. Hình 11 biểu diễn các 
đường cong từ hóa đẳng nhiệt của hợp chất 
La0,8Ce0,2Fe11,44Si0,56. 
0 20 40 60 80
0
40
80
120
H (kOe)
M
 (
em
u
/g
)
1.8 K
La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56
180 K − 186 K
190 K − 200 K
210 K
220 K
230 K
240 K
   
Hình 11. Các đường cong từ hóa đẳng nhiệt 
trên hợp chất La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56. 
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
0
5000
10000
15000
H/M (kOe g/emu)
M
2
(e
m
u2
/g
2 )
1.8 K
(b) La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56
180 K − 186 K
190 K − 200 K
210 K
220 K
230 K
240 K
Hình 12. Các đường cong Arrot plots trên hợp chất 
La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56. 
Từ hình 11 cho thấy các đường cong từ hóa 
đẳng nhiệt đều đạt tới giá trị bão hòa trong vùng 
nhiệt độ dưới 185 K và hình dáng các đường 
không thay đổi. Tuy nhiên, hình dáng của 
đường từ hóa đẳng nhiệt có sự thay đổi rõ nét 
bắt đầu trong vùng nhiệt độ 185 K ÷ 200 K. 
Các đường từ hóa là tuyến tính ở vùng nhiệt độ 
T > 200 K. Để thấy rõ sự thay đổi này, chúng 
tôi vẽ các đường Arrott plots của hợp chất 
La0,8Ce0,2Fe11,44Si0,56 (Hình 12). Trong vùng 
nhiệt độ 184 K ÷ 200 K đường Arrott plots có 
dạng chữ "S", chứng tỏ trong vùng nhiệt độ này 
trong hợp chất xuất hiện chuyển pha từ giả bền 
(ngay trên nhiệt độ chuyển pha Curie TC = 185 
K). 
Chuyển pha từ giả bền đóng vai trò quan 
trọng trong biến thiên entropy từ. Nguồn gốc 
của chuyển pha từ giả bền là do sự tách vùng 
năng lượng của các điện tử dẫn 3d trong nguyên 
tử Fe. Dưới tác dụng của từ trường ngoài đủ 
lớn, sự tách vùng này làm cho cực tiểu năng 
lượng của sắt từ nhỏ hơn cực tiểu năng lượng 
của thuận từ. 
Chuyển pha từ giả bền đóng vai trò quan 
trọng trong biến thiên entropy từ. Độ biến thiên 
entropy từ Sm theo nhiệt độ tương ứng với độ 
biến thiên từ trường đối với hợp chất La(Fe0,88 
T (K) 
M
 (
em
u
/g
) 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 
12 
Si0,12)13 được xác định gián tiếp từ họ các đường 
cong từ hóa đẳng nhiệt thông qua biểu thức: 
 i
i
ii
ii
HMM
TT
S 
  
1
1
m
1
Trong đó, Ti, Ti+1 là giá trị nhiệt độ của hai 
đường cong từ hóa đẳng nhiệt Mi, Mi+1 liên 
tiếp. 
180 200 220 240
0
5
10
15
20
T (K)
−
S
m
 (
J/
k
g 
K
)
0−4 T
0−2 T
0−1 T
0−3 T
LaFe11.44Si1.56
La0.8Ce0.2Fe11.44Si1.56
Hình 13. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của độ biến 
thiên entropy từ - Sm đối với các hợp chất 
LaFe11,44Si1,56 và La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56 trong biến 
thiên từ trường H = 1 T, 2 T, 3 T và 4 T. 
Cụ thể, chúng tôi đã tính toán hiệu ứng từ 
nhiệt đối với các hợp chất La(Fe0,88Si0,12)13 và 
La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56. Hình 13 biểu diễn sự phụ 
thuộc của biến thiên entropy từ vào nhiệt độ, ta 
nhận thấy các đường đều có dạng đỉnh nhọn 
(caret-like) và ở trên nhiệt độ chuyển pha Curie 
độ biến thiên entropy đạt giá trị cực đại. Trong 
biến thiên từ trường H = 1 T, giá trị cực đại 
của Sm = 10,69 J/kg·K nhận được đối với hợp 
chất La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56 lớn hơn 65% so với 
hợp chất chưa thay thế La bởi Ce 
(La(Fe0,88Si0,12)13 với Sm = 6,52 J/kg·K). Ở 
biến thiên từ trường cao H = 4 T giá trị 
( Sm)max tính được đối với La0,8Ce0,2Fe11,44Si1,56 
là 18,67 J/kgK, chỉ lớn hơn 15,6% so với hợp 
chất La(Fe0,88Si0,12)13 (16,14 J/kg·K). Như vậy, 
khi thay thế một phần La bởi Ce hiệu ứng từ 
nhiệt trong hợp chất La(Fe0,88Si0,12)13 đã thay 
đổi đáng kể ở vùng từ trường thấp. Điều đó mở 
ra một khả năng ứng dụng của vật liệu trong 
việc làm lạnh từ ở vùng từ trường thấp. 
4. Kết luận 
Khi thực hiện đề tài QG.14.16, chúng tôi đã 
chế tạo thành công ba hệ mẫu La(Fe1-xSix)13 (x 
= 0,12; 0,14; 0,15; 0,18 và 0,21), hệ mẫu dư 
lantan La1+(Fe0,85Si0,15)13 ( = 0,03; 0,06 và 
0,09) và hệ mẫu La1-yRy(Fe,Si)13 (R = Ce, Ho, 
Tb, Yb). Kết quả đo nhiễu xạ bột tia X đã chỉ ra 
rằng hầu hết các mẫu được chế tạo đều đơn pha 
kết tinh trong cấu trúc NaZn13 thuộc nhóm 
không gian Fm-3c. 
Đối với hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13, đã khảo 
sát sự hình thành pha NaZn13 khi x = 0,12; 0,14; 
0,15; 0,18 và 0,21. Khi nồng độ Si tăng trong 
hệ La(Fe1-xSix)13 có sự chuyển từ cấu trúc lập 
phương sang cấu trúc tứ diện trong pha NaZn13 
do trật tự ưu tiên của các nguyên tử Fe và Si. Ở 
nhiệt độ phòng, hợp chất La(Fe1-xSix)13 kết tinh 
ở cấu trúc lập phương trong vùng 0,12 x 
0,18 và tứ diện khi x 0,21. Khi nồng độ Si 
thay đổi cấu trúc tinh thể và tính chất từ trong 
hợp chất thay đổi một cách đều đặn. Các thông 
số mạng giảm tuyến tính khi nồng độ Si tăng. 
Nhiệt độ chuyển pha TC tăng khi nồng độ Si 
tăng còn mômen từ bão hòa Ms giảm tuyến tính. 
Nguyên nhân có thể do tính sắt từ của hợp chất 
giảm làm thay đổi tương tác trao đổi giữa đất 
hiếm – kim loại chuyển tiếp 3d. 
Với hợp chất dư Lantan La1+(Fe0,85Si0,15)13, 
chúng tôi thêm lượng dư La  = 0,03; 0,06 và 
0,09. Các tính chất từ, tính chất nhiệt điện và 
ảnh hưởng của áp suất lên điện trở suất và nhiệt 
độ chuyển pha Curie. Kết quả cho thấy khi áp 
suất tăng điện trở suất giảm, điều này được giải 
thích do sự co mạng tinh thể khi áp suất tăng. 
Như vậy, khi áp suất thay đổi các thông số cấu 
trúc thay đổi dẫn đến tính chất từ và nhiệt điện 
thay đổi. 
(4) 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 13 
Đối với hợp chất La1-yCeyFe11,44Si1,56 (0,0 
y 0,3), tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt đã 
được khảo sát khi thay thế một phần Ce cho La. 
Do bán kính của ion Ce3+ nhỏ hơn so với ion 
La3+ nên sự thay thế của Ce cho La sẽ làm cho 
hàng số mạng co lại tăng cường hiệu ứng từ thể 
tích và kéo theo sự giảm của nhiệt độ chuyển 
pha Curie TC. Giá trị lớn của sự thay đổi 
entropy từ Sm = 18.67 J/kg·K nhận được đối 
với y = 0,2 (tại H = 4 T) là do đóng góp của 
chuyển pha bậc nhất IEM trong vật liệu này. So 
với mẫu chưa thay thế Ce cho La thành phần Ce 
thay thế 20% làm cho Sm tăng khoảng 65% ở 
từ trường biến thiên 1 T. Kết quả này hứa hẹn 
trong việc ứng dụng vật liệu này trong công 
nghiệp làm lạnh từ. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Warburg E., Magnetische Untersuchungen, 
Ann. Phys. 13 (1881) 141-164. 
[2] Palstra T. T. M., Nieuwenhuys G. J., Mydosh J. 
A., and Buschow K. H. J., Mictomagnetic, 
ferromagnetic, and antiferromagnetic transitions 
in La(FexAl1−x13 intermetallic compounds, Phys. 
Rev. B 31 (1985) 4622. 
[3] Fujita A., Akamatsu Y. and Fukamichi K., 
Itinerant electron metamagnetic transition in 
La(FexSi1−x)13 La(FexSi1−x)13 intermetallic 
compounds, J. Appl. Phys. 85 (1999) 4756. 
[4] A. Fujita and K. Fukamichi, IEEE Transactions 
on Magnetics, Vol. 35. No. 5, 37968 (1999). 
[5] X.X. Zhang, G.H. Wen, F.W. Wang, W.H. 
Wang, C.H. Yu and G.H. Wu, Magnetic entropy 
change in Fe-based compound LaFe10.6Si2.4, 
Appl. Phys. Lett. 77, 3072 (2000). 
[6] J.J. Liu, Y. Zhang, J. Zhang, W.X. Xia, J. Du, 
A.R. Yan, Systematic study of the 
microstructure and magnetocaloric effect of bulk 
and melt-spun ribbons of La–Pr–Fe–Si 
compounds, J. Magn. Magn. Mater., 350 94 (2014). 
[7] Q.Y. Dong, H.W. Zhang, J. Chen, J. Shen, J.R. 
Sun, B.G. Shen, Refrigerant capacity and 
utilization ratio in NaZn13-type La–Fe–Si 
compounds, J. Magn. Magn. Mater., 331, 183 
(2013). 
[8] Đỗ Thị Kim Anh, Nguyễn Huy Sinh, Một số kết 
quả nghiên cứu về vật liệu từ nhiệt có cấu trúc 
lập phương loại NaZn13, Tạp chí Khoa học và 
Công nghệ 52 (3B) (2014) 53-58. 
[9] Vương Văn Hiệp, Đỗ Thị Kim Anh, Phạm Đức 
Huyền Yến và Nguyễn Huy Dân, Tính chất nhiệt 
điện và ảnh hưởng của áp suất lên điện trở suất 
trong hợp chất La1,09(Fe0,85Si0,15)13 dư La, Tuyển 
tập báo cáo tại Hội nghị Vật lý Chất rắn và Khoa 
học Vật liệu lần thứ IX, Thành phố Hồ Chí 
Minh, 8-10/11/2015, Quyển 1, tr.1-3. 
[10] Vuong Van Hiep, Do Thi Kim Anh, Hoang Nam 
Nhat, Thermoelectric properties of La-excess 
La1+(Fe0.85Si0.15)13 alloys, To be Presented at 2
nd 
International Symposium on Frontiers in 
Materials Science, Nov. 19-21, 2015, Waseda 
University, Tokyo, Japan and published in the 
Conference Proceedings. 
[11] Do Thi Kim Anh, Vuong Van Hiep, Makio 
Kurisu, Dinh Van Chau, Hoang Nam Nhat, 
Effect of Cerium doping on crystal structure and 
magnetic properties of La1-yCeyFe11.44Si1.56 
compounds, Mater. Trans., Vol. 56, No. 9 (2015) 
pp. 1335–1338. 
Synthesis and Study some Physical Properties in the 
Magnetocaloric Materials with a Cubic NaZn13-type Structure 
Do Thi Kim Anh 
Faculty of Physics, VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, HaNoi, Vietnam 
Abstract: The formation of NaZn13 structural phase has been investigated in the La(Fe1-xSix)13 
compound system (with x = 0.12, 0.14, 0.15, 0.18, and 0.21). At room temperature, La(Fe1-xSix)13 
Đ.T.K. Anh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1 (2017) 1-14 
14 
crystallize in the cubic structure for the range 0.12 x 0.18 and in the tetragonal for x 0.21. When 
the Si concentration changes the crystal structure and magnetic properties of the compounds changed 
in the certain regularities. The lattice parameters decreased linearly by increasing the Si concentration. 
Conversely, when x increases, increased Curie transition temperature TC and saturation magnetization 
Ms decreased linearly. It is caused by decreased Fe concentrations lead to decreased iron compound, 
the exchange interaction between rare earth - transition metal changes. The thermoelectric properties 
of La-excess La1+δ(Fe0.85Si0.15)13 (δ = 0.06 and 0.09) alloys were investigated. The obtained results 
demonstrated on one hand a linear increase of electric resistivity due to the increase in temperature, on 
the other hand showed the increase of thermal conductivity. The thermopower showed the minimum at 
around 200 K (near the reported TC) then increased again in the room temperature region. The 
magnetic and magnetocaloric properties of Ce-doped inter-metallic compounds of form La1-
yCeyFe11.44Si1.56 (0.0 y 0.3) have been investigated. Since Ce
3+ possesses a slightly smaller ionic 
radius in comparison with that of La3+, the substitution of Ce for La induced a mere shortening of the 
lattice constant which in turn raised the MVE and as a consequence the Curie temperature TC of all 
samples decreased simultaneously. A large value of magnetic entropy change Sm = 18.67 J/kg·K was 
observed for y = 0.2 (at H = 4 T) which is believed to associate with the first-order IEM transition in 
this material. The relative increase of Sm due to 20% Ce-doping was around 65% under the field 
change of H = 1 T. These results are promising for the application of this class of compounds in 
modern cooling technology. 
Keywords: NaZn13-type cubic structure, Itinerant-electron metamagnetic (IEM), magnetic 
property, electronic property, magnetocaloric effect (MCE).