Normal magnetostriction (MS), which comes from the gradual rotation of magnetic domains in ferromagnets, is anisotropic and smoothly dependent on the applied magnetic field. In cubic antiperovskite compound GaCMn3, a sharp shrink of lattice volume takes place at the antiferromagnetic (AFM) to intermediate magnetic (IM) phase transition. Below the Neel temperature (∼143 K), the AFM-IM transformation can be driven by external magnetic field, leading to a giant isotropic MS of ∼1700 ppm comparable to that of commercial Terfenol-D. In contrast to normal MS, the field-induced magnetostrain exhibits a rapid switch behavior at the critical field. Furthermore, good reversibility and stability were demonstrated for the giant MS of GaCMn3 compound.

1.
A. G.
Olabi
and
A.
Grunwald
,
Mater. Des.
29
,
469
(
2008
).
3.
Y.
Zhao
,
C. B.
Jiang
,
H.
Zhang
, and
H. B.
Xu
,
J. Alloy. Compd.
354
,
263
(
2003
).
4.
W.
Mei
,
T.
Okane
, and
T.
Umeda
,
Appl. Phys.
84
,
6208
(
1998
).
5.
L.
Sandlund
,
M.
Fahlander
,
T.
Cedell
,
A. E.
Clark
,
J. B.
Restorff
, and
M.
Wun-Fogle
,
J. Appl. Phys.
75
,
5656
(
1994
).
6.
Z. B.
Pan
,
J. J.
Liu
,
R.
Wang
,
X. Y.
Liu
,
J.
Wang
,
N. K.
Sun
, and
P. Z.
Si
,
Appl. Phys. A
115
,
1121
(
2014
).
7.
E. T. T. D.
Lacheisserie
,
K.
Mackay
,
J.
Betz
, and
J. C.
Peuzin
,
J. Alloy. Compd.
275
,
685
(
1998
).
8.
A. E.
Clark
, in
Ferromagnetic Materials
, edited by
E. P.
Wohlfarth
(
North-Holland
,
Amsterdam
,
1980
), p.
531
.
9.
J. D.
Snodgrass
and
O. D.
McMasters
,
J. Alloy. Compd.
258
,
24
(
1997
).
10.
W. J.
Park
,
Z. H.
Lee
,
J. C.
Kim
, and
B. J.
Ye
,
J. Cryst. Growth
212
,
283
(
2000
).
11.
M. R.
Ibarra
,
C.
Marquina
,
L.
Garcia-Orza
,
Z.
Arnold
, and
A.
del Moral
,
J. Appl. Phys.
75
,
7158
(
1994
).
12.
M. R.
Ibarra
and
P. A.
Algarabel
,
Phys. Rev. B
50
,
4196
(
1994
).
13.
L.
Morellon
,
P. A.
Algarabel
,
M. R.
Ibarra
,
J.
Blasco
, and
B.
GarcÍa-Landa
,
Phys. Rev. B
58
,
R14721
(
1998
).
14.
S.
Fujieda
,
A.
Fujita
,
K.
Fukamichi
,
Y.
Yamazaki
, and
Y.
Iijima
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
653
(
2001
).
15.
S. K.
McCall
,
N.
Nersessian
,
G. P.
Carman
,
V. K.
Pecharsky
,
D. L.
Schlagel
, and
H. B.
Radousky
,
JOM
68
,
1589
1593
(
2016
).
16.
W. J.
Kim
,
E. O.
Chi
,
J. C.
Kim
,
H. S.
Choi
, and
N. H.
Hur
,
Solid State Commun.
119
,
507
(
2001
).
17.
D. P.
Cui
,
B. S.
Wang
,
P.
Tong
,
J. C.
Lin
,
S.
Lin
, and
Y. P.
Sun
,
J. Magn. Magn. Mater.
382
,
93
(
2015
).
18.
B. S.
Wang
,
C. C.
Li
,
J. C.
Lin
,
S.
Lin
,
P.
Tong
,
X. B.
Zhu
,
B. C.
Zhao
,
W. J.
Lu
,
Z. R.
Yang
,
W. H.
Song
,
J. M.
Dai
, and
Y. P.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
142505
(
2010
).
19.
L. H.
Lewis
,
D.
Yoder
,
A. R.
Moodenbaugh
,
D. A.
Fischer
, and
M. H.
Yu
,
J. Phys.: Condens. Matter
18
,
1677
(
2006
).
20.
Ö.
Çakır
,
M.
Acet
,
M.
Farle
, and
A.
Senyshyn
,
J. Appl. Phys.
115
,
043913
(
2014
).
21.
B. S.
Wang
,
P.
Tong
,
Y. P.
Sun
,
X. B.
Zhu
,
X.
Luo
,
G.
Li
,
W. H.
Song
,
Z. R.
Yang
, and
J. M.
Dai
,
J. Appl. Phys.
105
,
083907
(
2009
).
22.
J. C.
Lin
,
P.
Tong
,
W.
Tong
,
S.
Lin
,
B. S.
Wang
,
W. H.
Song
,
Y. M.
Zou
, and
Y. P.
Sun
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
082405
(
2015
).
23.
K.
Kamishima
,
M. I.
Bartashevich
,
T.
Goto
,
M.
Kikuchi
, and
T.
Kanomata
,
J. Phys. Soc. Jpn.
67
,
1748
(
1998
).
24.
A.
Grunwald
and
A. G.
Olabi
,
Sens. Actuators A
144
,
161
(
2008
).
25.
M.
Jiang
,
X. Z.
Chen
,
X. J.
Zhou
,
B.
Cui
,
Y. N.
Yan
,
H. Q.
Wu
,
F.
Pan
, and
C.
Song
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
202404
(
2016
).
26.
Y. C.
Zhu
and
Y. S.
Li
,
Smart Mater. Struct.
23
,
115001
(
2014
).
27.
L. Y.
Li
,
C. M.
Zhang
,
B. P.
Yan
,
L.
Zhang
, and
X. P.
Li
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
39
,
744
(
2011
).
28.
K.
Kamishima
,
T.
Goto
,
T.
Sasaki
,
T.
Kanomata
, and
T.
Inami
,
J. Phys. Soc. Jpn.
71
,
922
(
2002
).
29.
T.
Takenaka
,
M.
Ichigo
,
T.
Hamada
,
A.
Ozawa
,
T.
Shibayama
,
T.
Inagaki
, and
K.
Asano
,
Sci. Technol. Adv. Mater.
15
,
015009
(
2014
).
30.
J. P.
Bouchaud
,
R.
Fruchart
,
R.
Pauthenet
,
M.
Guillot
,
H.
Bartholin
, and
F.
Chaissé
,
J. Appl. Phys.
37
,
971
(
1966
).
31.
Ö.
Çakır
and
M.
Acet
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
202404
(
2012
).
You do not currently have access to this content.