Ni49.4Mn38.5Sn12.1 near single crystal was obtained by the Bridgman method. At room temperature, it consisted of a mixture of the parent austenite phase with the cubic L21 Heusler structure (ac = 5.984 Å) and modulated, tetragonal martensite phase 4M (at = 4.337 Å, ct = 5.655 Å). Under the application of a magnetic field, the specimen undergoes field induced reverse martensitic transformation, which combined with the Curie transition in austenite leads to the coexistence of direct and inverse magnetocaloric effects. The maximum entropy change at 280 K and under 5 T amounts to 3.4 J·kg−1·K−1 for the structural transition and at 316 K reaches −2.7 J·kg−1·K−1 for the magnetic transformation. The magnetic entropy change occurs over a wide temperature span leading to improved refrigerant capacity of 101 J·kg−1 (5 T). Hysteretic losses are considerably reduced, which is promising with respect to improved cyclic stability of such a material.

1.
X.
Moya
,
Ll.
Manosa
,
A.
Planes
,
T.
Krenke
,
M.
Acet
, and
E. F.
Wassermann
,
Mater. Sci. Eng. A
438–440
,
911
(
2006
).
2.
J.
Pons
,
E.
Cesari
,
C.
Segui
,
F.
Masdeu
, and
R.
Santamarta
,
Mater. Sci. Eng. A
481–482
,
57
(
2008
).
3.
I.
Dubenko
,
A.
Quetz
,
S.
Pandey
,
A.
Aryal
,
M.
Eubank
,
I.
Rodionov
,
V.
Prudnikov
,
A.
Granovsky
,
E.
Lahderanta
,
T.
Samanta
,
A.
Saleheen
,
S.
Stadler
, and
N.
Ali
,
J. Magn. Magn. Mater.
383
,
186
(
2015
).
4.
J.
Pons
,
V. A.
Chernenko
,
R.
Santamarta
, and
E.
Cesari
,
Acta Mater.
48
,
3027
(
2000
).
5.
R.
Kainuma
,
Y.
Imano
,
W.
Ito
,
Y.
Sutou
,
H.
Morito
,
S.
Okamoto
,
O.
Kitakami
,
K.
Oikawa
,
A.
Fujita
,
T.
Kanomata
, and
K.
Ishida
,
Nat. Lett.
439
,
957
(
2006
).
6.
J.
Enkovaara
,
A.
Ayuela
,
A. T.
Zayak
,
P.
Entel
,
L.
Nordstrom
,
M.
Dube
,
J.
Jalkanen
,
J.
Impola
, and
R. M.
Nieminen
,
Mater. Sci. Eng. A
378
,
52
(
2004
).
7.
A.
Planes
,
Ll.
Manosa
,
X.
Moya
,
T.
Krenke
,
M.
Acet
, and
E. F.
Wassermann
,
J. Magn. Magn. Mater
310
,
2767
(
2007
).
8.
J.
Liu
,
T.
Gottschall
,
K. P.
Skokov
,
J. D.
Moore
, and
O.
Gutfleisch
,
Nat. Mater.
11
,
620
(
2012
).
9.
X.
Moya
,
S.
Kar-Narayan
, and
N. D.
Mathur
,
Nat. Mater.
13
,
439
(
2014
).
10.
T.
Krenke
,
E.
Duman
,
M.
Acet
,
E. F.
Wassermann
,
X.
Moya
,
Ll.
Manosa
, and
A.
Planes
,
Nat. Mater.
4
,
450
(
2005
).
11.
V. K.
Pecharsky
and
K. A.
Gschneidner
, Jr.
,
Adv. Mater.
13
,
683
(
2001
).
12.
H.
Wada
and
Y.
Tanabe
,
Appl. Phys. Lett.
79
,
3302
(
2001
).
13.
S.
Fujieda
,
A.
Fujita
, and
K.
Fukamichi
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1276
(
2002
).
14.
E.
Wachtel
,
F.
Henninger
, and
B.
Predel
,
J. Magn. Magn. Mater.
38
,
305
(
1983
).
15.
Y.
Sutou
,
Y.
Imano
,
N.
Koeda
,
T.
Omori
,
R.
Kainuma
,
K.
Ishida
, and
K.
Oikawa
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
4358
(
2004
).
16.
T.
Krenke
,
M.
Acet
,
E. F.
Wassermann
,
X.
Moya
,
Ll.
Manosa
, and
A.
Planes
,
Phys. Rev. B
72
,
014412
(
2005
).
17.
Z. D.
Han
,
D. H.
Wang
,
C. L.
Zhang
,
H. C.
Xuan
,
B. X.
Gu
, and
Y. W.
Du
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
042507
(
2007
).
18.
H. C.
Xuan
,
Y. X.
Zheng
,
S. C.
Ma
,
Q. Q.
Cao
,
D. H.
Wang
, and
Y. W.
Du
,
J. Appl. Phys.
108
,
103920
(
2010
).
19.
M. D.
Mukadam
,
S. M.
Yusuf
, and
P.
Bhatt
,
J. Appl. Phys.
113
,
173911
(
2013
).
20.
V. A.
Chernenko
,
J. M.
Barandiaran
,
J.
Rodriguez Fernandez
,
D. P.
Rojas
,
J.
Gutierrez
,
P.
Lazpita
, and
I.
Orue
,
J. Magn. Magn. Mater.
324
,
3519
(
2012
).
21.
J. D.
Santos
,
T.
Sanchez
,
P.
Alvarez
,
M. L.
Sanchez
,
J. L.
Sanchez Llamazares
,
B.
Hernando
,
Ll.
Escoda
,
J. J.
Sunol
, and
R.
Varga
,
J. Appl. Phys.
103
,
07B326
(
2008
).
22.
B.
Hernando
,
J. L.
Sanchez Llamazares
,
J. D.
Santos
,
V. M.
Prida
,
D.
Baldomir
,
D.
Serantes
,
R.
Varga
, and
J.
Gonzalez
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
132507
(
2008
).
23.
J.
Dubowik
,
I.
Gościańska
,
Y. V.
Kudryavtsev
, and
A.
Szlaferek
,
J. Magn. Magn. Mater.
310
,
2773
(
2007
).
24.
N.
Teichert
,
A.
Auge
,
E.
Yuzuak
,
I.
Dincer
,
Y.
Elerman
,
B.
Krumme
,
H.
Wende
,
O.
Yildririm
,
K.
Potzger
, and
A.
Hutten
,
Acta Mater.
86
,
279
(
2015
).
25.
J.
Ren
,
H.
Li
,
J.
Yu
,
S.
Feng
,
Q.
Zhai
,
J.
Fu
,
Z.
Luo
, and
H.
Zheng
,
J. Alloy Compd.
634
,
65
(
2015
).
26.
J. D.
Garrett
,
J. E.
Greedan
,
K. E.
Locke
, and
C. V.
Stager
,
J. Cryst. Growth
46
,
463
(
1979
).
27.
J.
Wang
and
C.
Jiang
,
J. Cryst. Growth
310
,
865
(
2008
).
28.
E. K.
Liu
,
W.
Zhu
,
J. L.
Chen
, and
G. H.
Wu
,
Phys. Status Solidi A
207
,
2704
(
2010
).
29.
D.
Bourgault
,
J.
Tillier
,
P.
Courtois
,
D.
Maillard
, and
X.
Chaud
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
132501
(
2010
).
30.
M. J.
Szczerba
and
R.
Chulist
,
Acta Mater.
85
,
67
(
2015
).
31.
L.
Ma
,
W. H.
Wang
,
J. B.
Lu
,
J. Q.
Li
,
C. M.
Zhen
,
D. L.
Hou
, and
G. H.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
182507
(
2011
).
32.
J. Q.
Li
,
Z. H.
Liu
,
H. C.
Yu
,
M.
Zhang
,
Y. Q.
Zhou
, and
G. H.
Wu
,
Solid State Commun.
126
,
323
(
2003
).
33.
L.
Liu
,
S.
Fu
,
Z.
Liu
,
G.
Wu
,
X.
Sun
, and
J.
Li
,
J. Alloy Compd.
425
,
176
(
2006
).
34.
S.
Esakki Muthu
,
N. V.
Rama Rao
,
D. V.
Sridhara Rao
,
M.
Manivel Raja
,
U.
Devarajan
, and
S.
Arumugam
,
J. Appl. Phys.
110
,
023904
(
2011
).
35.
B.
Hernando
,
J. L.
Sanchez Llamazares
,
V. M.
Prida
,
D.
Baldomir
,
D.
Serantes
,
M.
Ilyn
, and
J.
Gonzalez
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
222502
(
2009
).
36.
R. L.
Hadimani
,
Y.
Melikhov
,
J. E.
Snyder
, and
D. C.
Jiles
,
J. Magn. Magn. Mater
320
,
e696
(
2008
).
37.
L.
Caron
,
Z. Q.
Ou
,
T. T.
Nguyen
,
D. T.
Cam Thanh
,
O.
Tegus
, and
E.
Bruck
,
J. Magn. Magn. Mater
321
,
3559
(
2009
).
38.
M.
Pasquale
,
C. P.
Sasso
,
L. H.
Lewis
,
L.
Giudici
,
T.
Lograsso
, and
D.
Schlagel
,
Phys. Rev. B
72
,
094435
(
2005
).
39.
B.
Gao
,
F. X.
Hu
,
J.
Shen
,
J.
Wang
,
J. R.
Sun
, and
B. G.
Shen
,
J. Appl. Phys.
105
,
083902
(
2009
).
40.
R.
Saha
and
A. K.
Nigam
,
Physica B
448
,
263
(
2014
).
You do not currently have access to this content.