近日，中国科学院金属研究所研究员李昺、中国科学院物理研究所副研究员项俊森等发明新型极低温磁制冷质料——铁磁性NH4GdF4。该研究预示着铁磁性质料是一条行之有用的极低温磁制冷技能线路。相干结果发表在《美国化学会志》。
极低温制冷技能于量子计较及空间探测等高技能范畴以和基础物理研究范畴均起到了不成替换的主要作用。今朝，极低温制冷技能重要有3He吸附制冷、3He/4He 稀释制冷及绝热退磁制冷。当前，全世界规模内3He资源的极具欠缺为极低温磁制冷技能的成长带来全新的机缘。虽然以镓酸钆石榴石晶体Gd?Ga?O??（GGG）为代表的一系列极低温磁制冷质料均已经实现运用，可是其反铁磁基态的物理素质决议了必需依靠超导磁体孕育发生的高磁场。超导磁体体积年夜且磁屏蔽体系极其繁杂，为空间运用带来了诸多挑战。
针对于上述问题，科研职员一直致力在研制超低磁场驱动的磁制冷新质料。前期研究中，团队发明了4 K温区的铁磁性LiHoF4晶体，5 kOe磁场下磁熵变高达 16.7 J kg-1K-1。于此基础上，团队 又发明了极低温温区三木SEO-铁磁性NH4GdF4，其各项机能年夜幅逾越GGG，为紧凑型、轻量化极低温磁制冷体系研发奠基了质料基础。NH4GdF4于Tc= 0.85 K发生铁磁性改变，铁磁态具备年夜磁矩及低磁晶各向异性，小磁场下可磁化饱及。
研究注解NH4GdF4可代替GGG成为极低温温区磁制冷的新质料，可以或许年夜幅降低制冷体系的体积及重量。
相干论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c10979
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