Inverse magnetocaloric effect in polycrystalline La$_{0.125}$Ca$_{0.875}$MnO$_{3}$
最近，不同的化合物观察到逆磁热效应。然而，在锰氧化物中很少看到这种效应的表现。在多晶La $_{0.125}$ Ca $_{0.875}$ MnO $_{3}$中发现了逆磁热效应。这种现象归因于该化合物固有的磁性不均匀相所导致的反铁磁态的稳定。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing magnetic interactions and magnetoresistance anomalies in cubic intermetallic compounds, Gd4RhAl and Tb4RhAl, and enhanced magnetocaloric effect for the Tb case
本文报道了Gd_4 RhIn型立方结构中Gd_4 RhAl和Tb_4 RhAl的复合磁性、磁电阻和磁热性质。虽然这些化合物的合成很早以前就有报道，但据我们所知，没有人试图研究这些化合物的性质。交流和直流磁化强度，电阻率和热容量的测量到1.8 K的目前的结果建立，这些化合物进行反铁磁秩序最初，随后由复杂的自旋玻璃功能随着温度的降低。这些特征温度是：Gd的TN约为46 K，TG约为21 K; Tb的TN约为32 K，TG约为28 K。此外，存在场致磁效应，有趣地导致MR的非单调变化。在TN以上的宽温度范围内存在显著的MR，类似于通过等温熵变（Δ S）测量的磁热效应（MCE）的行为。一个有趣的发现，我们是在发病的磁性秩序的Δ S是显着大于观察到的Gd类似物附近的TN的Tb化合物。基于对立方体材料的这一观察，我们提出了一个问题，即4f轨道的非球面性质是否可以在有利的情况下发挥增强MCE的作用，这一线索可能有助于寻找磁热应用的材料。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in Gd3Ir compound
在这里，我们报告的Gd 3 Ir化合物的磁热性能使用的磁性和热容数据。在50 KOe的等温熵变、绝热温变和相对冷却功分别为4.1J/Kg、4K和437 J/Kg。
2015-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the giant inverse magnetocaloric effect in Mn2-xCrxSb compounds
研究了Mn_（2-x）Cr_xSb化合物的结构、磁性和磁热性能。在这些化合物中，从亚铁磁到反铁磁状态的一阶磁相变随着温度的降低而发生，从而产生巨大的逆磁热效应，其可以通过取代浓度的变化在宽的温度间隔上进行调谐。已经观察到高达7.5 J/kgK的熵变，并且对于几种不同的浓度/工作温度获得了与组合物无关的熵变，使得这些化合物成为复合工作材料的合适候选者。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Reversible room-temperature magnetocaloric effect with large temperature span in antiperovskite compounds Ga1-xCMn3+x (x=0, 0.06, 0.07, and 0.08)
研究了Ga_（1-x）CMn_（3 +x）的磁性和磁热性质。在居里温度TC附近发生可逆磁热效应。磁熵变随x的增大而减小，但TC和磁化强度却增大。与此同时，随x的增加，温度-温度曲线的温度范围变宽.随着x的增大，相对冷却功率（RCP）先增大后减小，这是由于温度跨度的展宽和温度跨度的减小之间的竞争。当x=0.07（TC = 296.5 K）时，观测到的最大RCP（2.1 J/cm ~ 3，低于45 kOe）与当代磁制冷材料相当。考虑到可逆MCE、廉价和无害的原材料，我们的研究结果表明，Ga 1-xCMn 3 +x是一种有希望的室温磁制冷候选材料。
2009-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Acoustic emission across the magnetostructural transition of the giant magnetocaloric Gd5Si2Ge2 compound
本文报道了巨磁热化合物Gd_5Si_2Ge_2在顺磁-单斜-铁磁-正交磁结构相变过程中存在声发射。从检测到的声信号的转变动力学进行了分析。结果表明，这种转变收益的雪崩之间的亚稳态。
2005-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Preparation, structure evolution, and magnetocaloric effects of MnFe(PGe) compounds
MnFePGe基化合物作为一种具有巨磁热效应的磁制冷剂，因其在实际应用中的诸多优势而受到人们的广泛关注。本文综述了MnFePGe基化合物的制备条件、磁性和晶体结构与磁热效应之间的关系。研究了温度、压力和磁场对化合物结构和相变的影响。介绍了制备条件对化合物的化学组成和微观结构均匀性的影响，这对化合物的MCE和热滞后性能起着关键作用。基于这些实验结果，提出了一种通过DSC测量来评估化合物MCE的新方法。此外，还对MnFePGe基化合物的“处女效应”的成因进行了讨论。
2014-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic, magnetocaloric and magnetotransport properties of RSn_{1+x}Ge_{1-x} compounds (R=Gd, Tb, Er; x=0.1)
通过磁化强度、热容和电阻率的测量，研究了RSn_（1 + x）Ge_（1-x）（R=Gd，Tb，Er; x=0.1）系列化合物的磁性、磁热和磁输运性质。结果表明，所有化合物均为正交晶系，空间群为Cmcm（No.63）。磁化率和热容数据表明，所有的化合物是反铁磁的。在GdSn 1.1Ge 0.9和TbSn 1.1Ge 0.9的情况下，θp的大负值表明涉及强反铁磁相互作用，这也反映在磁化等温线中。另一方面，ErSn1.1Ge0.9显示出弱的反铁磁相互作用。对热容数据进行了拟合，并估算了θD和γ值。在这三种化合物中，ErSn_（1.1）Ge_（0.9）在50 kOe的磁场下表现出9.5 J/kg K的磁熵变和3.2 K的绝热温变。在不同的温度制度的电阻率数据进行了分析，并已确定的主导贡献。所有的化合物都表现出很小但正的磁电阻。
2012-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the Competing magnetic interactions in RTiGe (R = Tb, Er) Compounds and tailoring the Magnetocaloric effect
四元层状化合物TbTiGe和ErTiGe分别在276 K和39 K具有反铁磁性。在这两种化合物中用Mo部分取代Ti改变了磁相互作用，产生铁磁基态，这导致增强的磁热效应。在磁场变化为5 T时，ErTi0.85Mo0.15Ge的磁熵变为~10.5 J/kg/K，而在磁转变附近，ErTiGe的磁熵变为~0.8 J/kg/K。因此，这种层状材料的磁热性质可以通过合适的化学取代来调节。
2007-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Paramagnetic fluctuations of the magnetocaloric compound MnFe$_4$Si$_3$
利用非弹性中子散射研究 MnFe$_4$Si$_3$ 单晶的顺磁自旋动力学，发现其在室温以上呈局域磁性，并揭示赝偶极相互作用。
2024-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Role of Fe substitution on the anomalous magnetocaloric and magnetoresistance behavior in Tb(Ni1-xFex)2 compounds
我们报告的磁性，磁热和磁电阻的结果在Tb（Ni 1-xFex）2化合物与x=0，0.025和0.05。Fe取代导致的有序温度从36 K x=0到124 K x=0.05的增加。与TbNi 2中看到的单个尖锐MCE峰相反，Fe取代的化合物的MCE峰相当宽。我们把这种反常的MCE行为归因于Fe取代引起的Tb矩的随机化。磁性和磁阻的结果似乎证实了这一命题。本研究还表明，在本化合物中观察到的异常磁热和磁电阻行为类似于Ho（Ni，Fe）2化合物。
2006-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Role of coexisting ferromagnetic and antiferromagnetic phases on the magnetocaloric effect in metamagnetic Tb2Ni2Sn
本文报道了多晶化合物Tb_2Ni_2Sn的反常磁热行为。磁化强度的测量表明，该化合物显示出多重磁转变，这归因于在低温下铁磁和反铁磁相的共存。随着磁场和温度的增加，化合物经历了从变磁性到铁磁性的转变。在反铁磁相占主导地位的温度范围内，它表现出逆（负）磁热效应。在接近尼尔温度的温度下，该化合物显示出正的磁热效应。低于变磁转变所需的临界场，磁热效应的温度变化被认为与铁磁分数相关。
2006-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect in R2Ti3Ge4 (R = Gd, Tb and Er) Compounds
本文研究了多晶R_2Ti_3Ge_4（R = Gd，Tb，Er）化合物（正交晶系，Sm_5Ge_4型，空间群Pnma）在1.8 ~ 300 K温度范围内不同外加磁场下的热容。具有磁性镧系元素的化合物显示出有趣的低场磁性，可能存在竞争性的反铁磁和铁磁相互作用。这些化合物的磁热效应估计从依赖于场的热容数据。磁熵变和绝热温度变化在附近的磁性转变被发现是显着的。
2007-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Multiple magnetic transitions and magnetocaloric effect in Gd1-xSmxMn2Ge2 compounds
研究了Gd_（1-x）Sm_xMn_2Ge_2多晶样品的磁性和磁热性质。除GdMn_2Ge_2外，所有化合物均表现出重入铁磁行为。在这些化合物中观察到的多个磁转变解释的基础上的稀土和Mn亚晶格的交换强度的温度依赖性。磁热效应在重入铁磁转变时为正，而在反铁磁转变时为负。在SmMn_2Ge_2中，与重入相变相关的磁熵变随场的增加而减小，这是由于晶场能级的混合效应.等温磁熵变随Sm掺杂浓度的增加而减小。
2007-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance and magnetocaloric effect above 70 K in Gd2Co2Al, Gd2Co2Ga and Gd7Rh3
研究了磁有序Gd基化合物Gd_2Co_2Al、Gd_2Co_2Ga和Gd_7Rh_3在TC= 78 K、TC= 76 K和TN= 140 K时的电阻率、磁化强度和热容随温度和磁场的变化关系。所有这些化合物被发现显示出大的磁电阻（负号）在顺磁状态在相当高的温度下，在各自的磁有序温度的幅度峰值。从这些数据得到的熵推断，磁热效应中存在相应的行为。
2005-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Ge substitution for Si on the anomalous magnetocaloric and magnetoresistance properties of GdMn2Si2 compounds
研究了Ge取代对GdMn_2Si_（2-x）Gex（x=0，1和2）化合物的磁化强度、热容、磁热效应和磁电阻的影响。与Gd有序的磁性转变被发现改变从第二阶到第一阶Ge替代。估算了磁对总热容和熵的贡献。磁热效应已计算的绝热温度变化（deltaTad）以及等温磁熵变（deltaSM）使用的热容数据。这三种化合物的磁热效应的温度依赖性都显示出宽峰。GdMn_2Ge_2的最大Δ SM和Δ Tad分别为5.9 J/kgK和1.2 K。的磁阻被发现是非常大的和积极的最大值约为22%的情况下，GdMn 2Ge 2。在其他两种化合物也，磁电阻主要是积极的，除了在附近的Gd有序温度。这些化合物的磁热效应和磁电阻的反常性质归因于它们的倾斜磁结构。
2006-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of pressure effects on the magnetic and the magnetocaloric properties of the intermetallic compounds R(Co1-xSix)2 [R=Dy and Er]
研究了外压对R（Co_（1-x）Six）_2 [R= Er，Dy，x=0，0.025和0.05]化合物磁性和磁热效应的影响。发现母体和Si取代化合物的有序化温度随压力的增加而降低。在所有化合物中，变磁转变的临界场随压力的增加而增加。可以看出，在母体化合物的磁热效应几乎是不敏感的压力，而有相当大的增强的情况下，Si取代的化合物。由于磁体积效应引起的自旋涨落在决定这些化合物的磁热效应的压力依赖性方面起着至关重要的作用。使用朗道理论的磁化数据的分析表明，朗道系数（C3）的大小与Si浓度降低，而它被发现与压力增加。等温磁熵变被发现表现在相同的方式作为C3，无论是与Si浓度（在环境压力下），以及与所施加的压力。
2006-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Correlations among magnetic, magnetocaloric and magneto-transport properties in HoNiSi
研究了多晶HoNiSi的磁性、磁热和磁输运性质。该化合物在TN= 4.6K时具有反铁磁有序的正交晶系晶体结构。磁化等温线在小磁场下表现出曲率，揭示了磁场诱导的变磁性转变。磁热效应（MCE）已估计使用磁化数据，并发现为12.8 J/kg K为50 kOe的字段。磁场的施加降低了TN附近的电阻率，这导致大的负MR。已经发现MR的最大值在4K下对于50 kOe为-24%。在4K以下，化合物表现为正磁电阻，形状随磁场的变化而变化.
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant magnetocaloric effect driven by first-order magneto-structural transition in cosubstituted Ni-Mn-Sb Heusler compounds: predictions from \textit{Ab initio} and Monte Carlo calculations
利用密度泛函理论和热力学模型[Physical Review B 86，134418（2012）]，在本文中，我们提供了一种方法来系统地筛选给定Heusler家族的化合物，以预测可以产生由一级磁结构转变驱动的巨磁热效应的化合物。我们将这种方法应用到两个Heusler系列Ni $_{2-x}$ Fe $_{x}$ Mn $_{1+z-y}$ Cu $_{y}$ Sb $_{1-z}$和Ni $_{2-x}$ Co $_{x}$ Mn $_{1+z-y}$ Cu $_{y}$ Sb $_{1-z}$，通过在Ni和Mn位点的共取代获得。我们预测了四个新的化合物，有潜力实现目标性能。我们的热力学参数的计算，相关的磁热应用程序，表明在预测的cosubstituted化合物的参数的改善可以是大的四倍相比，非化学计量的Ni-Mn-Sb和衍生的化合物在Ni网站，磁热效应已被实验观察到的单取代。这项工作建立了一个协议，以选择新的化合物，可以表现出大的磁热效应，并证明cosubstitution作为一种途径，更灵活的调谐器，以实现的结果，比现有的。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of magnetocaloric properties for Gd$^{3+}$ compounds with different frustrated lattice geometries
阻挫磁性氧化物具有有序化温度低、基态熵高的特点，是低温磁热制冷的理想材料。虽然以前的材料设计集中在调整磁矩，它们的相互作用和晶格上的磁矩密度，但对受抑晶格的关注相对较少。先前的理论工作已经表明，在饱和磁场下的磁热冷却速率与由于经典基态简并而产生的软模式激发的宏观数量成比例。这些模式的数量直接由阻挫晶格的几何形状决定。对于角共享的几何形状，烧绿石有50%以上的模式比石榴石和kagome晶格，而边缘共享\emph{fcc}只有一个subextensive软模式的数量。在这里，我们研究的作用，软模的磁热效应的四个大自旋Gd $^{3+}$（$L=0$，$J=S=7/2$）海森堡反铁磁体的可果美，石榴石，烧绿石，和\emph{fcc}晶格。通过将这些材料在高达$9$ ~T的磁场下的磁熵变$ΔS_m$的测量结果与平均场理论和蒙特卡罗模拟的预测结果进行比较，我们能够理解自旋关联和量子化效应的相对重要性。我们观察到，调整的最近邻耦合的值有一个更占主导地位的贡献磁热熵变的液体He冷却制度（$2$ - $20$ ~K），而不是调整软模激发的数量。我们的研究结果为未来的材料设计提供了维度，磁挫折程度和晶格几何形状方面的信息。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From Complex Magnetic Ground States to Magnetocaloric Effects: A Review of Rare Earth R$_2$In Intermetallic Compounds
Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室，美国能源部，爱荷华州立大学）
综述了稀有金属R₂In合金化合物的磁基态和磁卡效应，分析了其结构相变及磁性调控机制，指导低温应用设计。
2025-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetocaloric particles of the Laves phase compound HoAl2 prepared by electrode induction melting gas atomization
将磁热材料加工成磁制冷剂颗粒是研制高性能磁制冷机的关键。在这里，我们成功地稳定生产磁热颗粒的有前途的材料HoAl 2的一种新设计的方法的基础上电极感应熔化气体雾化过程。颗粒尺寸范围为亚毫米量级，适用于实际制冷系统。具有较少污染的所得颗粒具有良好的形态学、磁性和磁热性质：（i）几乎球形形状，具有很少的内部孔，（ii）在30 K附近的急剧铁磁转变，以及（iii）与本体对应物相当的大磁热效应。这些特征表明HoAl $_{2}$气体雾化颗粒具有用作磁制冷剂的潜力。该方法不仅适用于HoAl 2，也适用于其它高熔点脆性磁热材料，为氢液化磁制冷机的研制提供了条件。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure of the magnetocaloric compound AlFe2B2
用X射线衍射、中子衍射和电子结构计算相结合的方法研究了AlFe_2B_2的晶体结构和磁结构。通过磁化强度测量研究了磁性和磁热性能。使用高温合成和随后的热处理来生产样品。该化合物在正交晶系Cmmm中结晶，并且在285 K下通过二级相变铁磁有序。在低于磁性转变的温度下，磁矩沿结晶学$a$轴排列。在0 ~ 800 kA/m范围内，磁熵变为-1.3 J/Kkg。
2016-01-08 cond-mat.mtrl-sci
The crystal and magnetic structure of the magnetocaloric compound FeMnP0.5Si0.5
用中子衍射和X射线粉末衍射研究了磁热化合物FeMnP_（0.5）Si_（0.5）的晶体结构和磁结构。用滴注法制备了名义成分为FeMnP_（0.5）Si_（0.5）的单相样品。该化合物的晶体结构为Fe_2 P型（P-62 m），磁矩沿a轴取向。结果表明，Fe原子主要位于四面体3g位，而Mn原子更倾向于位于金字塔3f位。该材料是铁磁性的（TC = 382 K），在296 K时总磁矩为4.4 μB/f. u。结果表明，3f位的磁矩（2.5 μB）大于3g位的（1.9 μB）。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between magnetism and magnetocaloric effect in RCo2-based Laves phase compounds
利用巡游电子变磁性（IEM）研究了RCo_2（R=Er，Ho和Dy）化合物在有序化温度下的一级磁转变。Co亚晶格磁性的内在不稳定性是导致IEM发生的原因，IEM导致了有趣的磁性和相关性质。系统研究了RCo_2基化合物的磁性能和磁热性能的变化，结果表明，磁体积效应在决定这些化合物的磁转变性质和磁热效应（MCE）方面起着决定性的作用。结果发现，由于磁体积效应所产生的自旋波动降低了这些化合物中IEM的强度，从而导致MCE的降低。大多数在Co位的取代被发现会导致一个积极的磁体积效应，导致初始的有序温度的增加。另一方面，施加压力会由于负磁体积效应而导致有序化温度降低。本文对RCo_2化合物在不同取代基和外加压力下的磁性能和磁热性能进行了比较研究。使用朗道理论对磁化数据的分析表明，朗道系数（B）和MCE之间存在很强的相关性。磁转变的顺序和MCE值的变化似乎支持最近提出的模型Khmelevskyi和Mohn的发生IEM在RCo 2化合物。
2006-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low Hysteresis in Giant Magnetocaloric Mn1-xVxFe(P,Si,B) Compounds
MnFe（P，Si，B）系统中较大的热滞后阻碍了热交换速率，从而限制了高频磁热应用。在Mn_（1-x）Fe_（0.95）P_（0.593）Si_（0.33）B_（0.077）和Mn_（1-x）Fe_（0.95）P_（0.563）Si_（0.36）B_（0.077）合金中，V取代Mn可降低合金的热滞后，这是由于降低了合金的潜热所致。引入V增加了场致转变温度偏移和每分子式单位的磁矩。因此，在不损失巨磁热效应的情况下获得热滞后的减小。结果表明，该合金具有超低的磁滞回线（0.7 K）和2.3 K的绝热温变，有望成为商用永磁体磁制冷机的候选材料。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling potential candidates for rare-earth-free permanent magnet and magnetocaloric effect applications: a high throughput screening in Fe-N alloys
该研究通过高通量密度泛函理论计算，在Fe-N合金中筛选出49个铁磁案例，其中15种为潜在永磁体（含1种硬磁、14种半硬磁）、40种为潜在巨磁热效应材料，填补了应用空白，为无稀土永磁和磁热应用提供候选。
2025-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Heat capacity and magnetocaloric effect in polycrystalline Gd1-xSmxMn2Si2
我们报告的磁热效应的等温磁熵变以及绝热温度变化，计算使用的热容数据。利用零场热容数据，估算了磁场对热容的贡献。这些化合物的磁结构的基础上解释了磁热行为的变化。还计算了这些化合物的制冷剂容量。
2006-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Nature of glassy magnetic state in magnetocaloric materials Dy5Pd2-xNix (x = 0 and 1) and universal scaling analysis of R5Pd2 (R = Tb, Dy and Er)
本文对Dy5Pd2和Dy5PdNi的磁性和磁热性质进行了系统的研究。我们对这些化合物的研究表明，它们表现出复杂的磁性行为，同时存在玻璃状磁性相。此外，在这些化合物的二级和一级相变，这是通过Arrott图和朗道参数分析验证。AC磁化率随着时间的依赖磁化强度的研究证实了存在的双簇玻璃状冻结在Dy5Pd2和Dy5PdNi。这些化合物显示出显着的等温熵变和相对冷却功率的值，这些值随着Ni的替代而增加。除了传统的磁热效应，在这些化合物中，注意到逆磁热效应，这可能是由于复杂的非平衡磁状态的存在而产生的。与这些化合物一起，构建了涉及R_5Pd_2家族的另外两个成员，即Er_5Pd_2和Tb_5Pd_2的通用特征曲线。主曲线证实了在这些化合物中存在二级和一级磁相变，这与我们的Arrott图和Landau参数分析的结果类似。此外，磁熵变遵循幂律，所获得的指数值表明在这些化合物中存在混合磁相互作用。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-Cost magnetocaloric compound for Cryogenic Cooling
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
该研究提出超低成本离子型磁热化合物FeCl$_2$作为氢液化候选材料，其在20 K附近展现出显著磁熵变和绝热温度变化，性能超越多数轻稀土基化合物，为工业规模生产提供了实用前景。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and magnetocaloric effect of $\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$
本文报道了一种新的多晶化合物$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的结构、磁性和磁热效应。本发明化合物以$\mathrm{Mg_2Ni_3Si}$型菱形Laves相（空间群$R\overline{3}m$，hR 18）结晶。通过直流磁化强度测量研究了$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的磁性能和磁热效应。磁化强度的温度依赖性表明，该化合物具有铁磁行为，$T_C$ $=$为56 K.磁化强度的场依赖性表明，$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$是一个软铁磁体。在磁场变化为0-9 T时，得到的等温磁熵变（$ΔS_m$）为12.74 J/kg-K，制冷量（相对功率制冷量）为497（680）J/kg。归一化$ΔS_m$的Arrott图和普适曲线表明该化合物发生了二级铁磁相变
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Review paper: Magnetocaloric effects in RTX intermetallic compounds (R = Gd~Tm, T = Fe~Cu and Pd, X = Al and Si)
三元金属间化合物RTX（R =稀土，T =过渡金属，X = p-区金属）由于其有趣的物理性质在过去几十年中得到了广泛的研究。近年来，这类化合物的磁热效应，特别是重稀土化合物的磁热效应，因其在低温磁制冷方面的潜在应用而受到广泛关注。本文综述了近年来研究较多的R = Gd~Tm，T = Fe~Cu和Pd的RTSi和RTAl体系的MCE。研究发现，这些RTX化合物具有不同的晶体结构和磁性，从而导致不同的MCE。不仅在典型的铁磁材料中，而且在反铁磁材料中也观察到了大的MCE。详细研究了RTX化合物的磁性能，探讨了RTX化合物中大MCE的物理机制。特别是ErFeSi、HoCuSi、HoCuAl等RTX化合物在低磁场变化下表现出较大的可逆MCE，有望成为低温磁制冷材料。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Heterogeneous nucleation and heat flux avalanches in La(Fe,Si)$_{13}$ magnetocaloric compounds near the critical point
采用低速量热法研究了LaFe $_{11.41}$ Mn $_{0.30}$ Si $_{1.29}$ -H $_{1.65}$磁热化合物的相变动力学。以1 mK/s扫描表明，其一级相变是由多次热流雪崩引起的。当非常接近临界点时，与雪崩相关的阶梯状不连续行为被平滑，热滞后消失。该结果通过磁阻测量得到证实，并且允许测量零场磁滞（$ΔT_{hyst}$ = 0.37 K）和临界场（H $_c$ = 1.19 T）的精确值。热流雪崩的数量和大小随磁场的变化而变化，表明相之间的本征能垒与样品的微结构无序之间的相互作用。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Gas-atomized particles of giant magnetocaloric compound HoB2 for magnetic hydrogen liquefiers
将磁热材料加工成球形是发展高性能磁制冷系统的重要问题之一。在本研究中，我们实现了通过无坩埚气体雾化工艺制备巨磁热化合物HoB 2的球形颗粒，尽管其高熔点为2350 ℃。粒度分布范围为100 - 710微米，中心为212-355微米，最高产率为总熔化电极的14-20wt%，适用于磁制冷系统。大多数所得颗粒大多为球形，在加工过程中没有污染，同时在表面和内部观察到独特的微观结构。在15.5 K下，当磁场变化为5 T时，这些球形粒子表现出明显的磁转变和0.34 J cm^{-3} K^{-1}的巨大磁熵变。高球形度和高磁热性能表明HoB 2气体雾化颗粒具有良好的磁制冷剂的潜力，用于磁制冷机用于氢液化。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci
A matter of performance & criticality: a review of rare-earth-based magnetocaloric intermetallic compounds for hydrogen liquefaction
针对磁热氢液化领域磁热材料“高性能与低资源关键性难以兼得”的两难，该综述梳理不同稀土基磁热金属间化合物的特性，研究低温对磁热性能的影响并总结破局路径。
2024-05-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic properties and magnetocaloric effects in NaZn13-type La(Fe, Al)13-based compounds
本文综述了原子替代、磁场和温度对LaFe_（13-x）Al_x化合物磁性和磁热性能影响的研究进展。随着铝含量的增加，化合物依次呈现出反铁磁态（AFM）、铁磁态（FM）和微磁态。此外，用Si代替Al，Co代替Fe，稀土元素R代替La，或者在间隙原子中引入C或H原子，可以使LaFe_（13-x）Al_x的AFM耦合转变为FM耦合。然而，低掺杂水平导致FM团簇嵌入AFM基质中，并且所得到的化合物可以在适当的外加电场下经历首先AFM-FM然后在加热时经历FM-AFM相变，在转变温度附近具有显著的磁弛豫。通过选择合适的Co、C或H含量，可以使LaFe_（13-x）Al_x的居里温度向室温移动，并在转变温度附近获得较强的磁热效应。例如，对于LaFe_（11.5）Al_（1.5）C_（0.2）H_（1.0）化合物，在室温附近，当磁场变化为0-5 T时，最大熵变达到13.8 J/kg K。它比Gd高42%，因此，该化合物是一种有前途的室温磁制冷剂。
2012-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Double magnetic transition, complex field-induced phases, and large magnetocaloric effect in the frustrated garnet compound Mn$_{3}$Cr$_{2}$Ge$_{3}$O$_{12}$
本研究通过多种实验与计算手段，发现阻挫石榴石Mn$_{3}$Cr$_{2}$Ge$_{3}$O$_{12}$存在双重磁转变与复杂场致相，且具有大磁热效应，展现出磁制冷应用潜力。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The magnetocaloric and barocaloric effects in Gd5Si2Ge2 compound
从实验和理论上研究了Gd_5Si_2Ge_2化合物的热效应。一级相变对磁场和压力都很敏感。结果表明，磁场和压力对相变的影响是等效的。理论分析还表明，在一定的居里温度下，无论外加磁场还是压力，总熵变几乎是确定的。在理论分析的基础上，通过实验得到了磁场和静水压力同时作用下的熵变。Gd_5Si_2Ge_2化合物的熵变曲线明显加宽，制冷量从284.7 J/kg提高到447.0 J/kg。此外，在磁制冷技术中所需的磁场可以通过施加静水压力来减小。
2011-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic, thermal, and magnetocaloric properties of the holmium trialuminide HoAl$_{3}$ with polytypic phases
我们研究了具有两种不同晶体结构的HoAl金属间化合物$_{3}$的磁性、热性能和磁热性能。在室温平衡下，HoAl $_{3}$在Neel温度$T^{\rm tri}_{\rm N} =$ 9.8 K发生反铁磁（AFM）相变.该化合物的原子力显微镜有序性对磁场很强，即使在0-50 kOe的磁场变化下也发现逆磁热效应（MCE）。采用快速凝固法制备的高压立方相HoAl 3在低于$T^{\rm cub}_{\rm N} =$ 15 K时具有反铁磁有序性。磁性和比热测量表明，这种长程原子力显微镜状态随着温度的降低而变得不稳定，然后在低于自旋冻结温度$T_{\rm f} =$ 11 K时被磁性玻璃态所取代。磁状态的连续变化导致MCE在低温下具有复杂的温度和场依赖性。
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and magnetotransport behavior of RFe5Al7 (R= Gd and Dy): Observation of re-entrant inverse-magnetocaloric phenomenon and asymmetric magnetoresistance behavior
我们比较和对比的Gd和Dy的稀土（R）系列RFe 5Al 7，在ThMn 12结构，已知的顺序反铁磁结晶成员的磁性，磁热和磁阻性能。在其他观察中，我们想强调以下新发现：（i）Dy化合物的等温熵变（Δ S）与温度（T）的关系存在多重符号交叉;除了在双磁子晶格系统中已知的磁补偿点处的零Δ S之外，在低温下还存在附加的符号交叉，就好像存在一种重入逆磁热现象。在磁阻数据中也可以观察到相应的符号反转。(ii)磁阻与磁场的关系曲线被发现是高度不对称的，对于两种化合物，磁场（H）的方向反转远低于TN，类似于已知的反铁磁隧道结。我们将这些归因于T和H引起的R和Fe磁矩自旋取向的微妙变化。
2015-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From first-order magneto-elastic to magneto-structural transition in (Mn,Fe)1.95P0.50Si0.50 compounds
我们报道了MnxFe1.95-xP0.50Si0.50（x > 1.10）化合物的结构、磁性和磁热性质。随着Mn：Fe比的增加，一级磁弹性转变逐渐由二级磁转变转变为一级磁结构转变。研究还表明，热滞后可以通过改变Mn：Fe比来调节。在保持巨磁热效应的同时，可以获得小的热滞后（小于1K）。这一成就为使用磁制冷剂的实际制冷应用铺平了道路。
2012-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cs2NaAl1-xCrxF6: A family of compounds presenting magnetocaloric effect
本文研究了掺铬钾长石Cs $_2$ NaAl $_{1-x}$ Cr $_x$ F $_6$（x = 0.01和0.62）单晶的磁热效应。我们的磁化强度和热容量数据显示磁热势与石榴石、钙钛矿和其他氟化物的磁热势相当，分别产生0.5 J/kg $\cdot$ K（x = 0.01）和11 J/kg $\cdot$ K（x = 0.62）的磁熵变，以及4 K和8 K的相应绝热温度变化。这些值是在3 K左右的温度下，磁场变化为5 T时的值。一个明确的肖特基异常低于10 K，这变得更加明显时，施加外部磁场，观察和相关的Cr $^{3+}$能级的分裂。这些结果暗示了在低温制冷中具有潜在广泛用途的新材料家族。
2014-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin-fluctuations drive the inverse magnetocaloric effect in Mn5Si3
对反铁磁化合物Mn5Si3单晶进行了非弹性中子散射测量，以研究自旋动力学与磁热力学性质之间的关系。结果表明，在该化合物的两个稳定的反铁磁相中，高温相具有不寻常的磁激发谱，其中传播自旋波和扩散自旋涨落共存。此外，证明了Mn5Si3的逆磁热效应，即绝热磁化冷却，与场致自旋涨落有关。
2018-02-21 cond-mat.mtrl-sci
A comparative study of HoSn1.1Ge0.9 and DySn1.1Ge0.9 compounds using magnetic, magneto-thermal and magneto-transport measurements
用不同的实验探针研究了HoSn_（1.1）Ge_（0.9）和DySn_（1.1）Ge_（0.9）多晶化合物。这两种化合物都是反铁磁性的，在低温下表现出变磁转变。HoSn 1.1Ge 0.9的磁热效应和磁电阻随磁场的变化具有明显的符号变化，这归因于变磁转变。DySn1.1Ge0.9显示出典型的反铁磁体的特征，证明了由磁化，MCE和MR数据。119 Sn穆斯堡尔谱研究显示在低温下超精细分裂，与磁化数据一致。热电功率和电阻率测量揭示了这些化合物中的金属行为。磁，磁热和磁阻数据清楚地表明，反铁磁耦合DySn1.1Ge0.9是强于HoSn1.1Ge0.9。
2014-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Moment evolution across the ferromagnetic phase transition of giant magnetocaloric (Mn,Fe)2(P,Si,B) compounds
一个强大的电子重建，导致淬火的Fe磁矩最近已被预测为在起源的巨磁热效应所显示的Fe 2 P基材料。为了验证这一假设，对（Mn，Fe）_2（P，Si，B）体系的两种典型组分在Mn和Fe的L边进行了X射线磁圆二色性实验。Mn和Fe的二向色吸收光谱在一级铁磁转变附近被测量为元素特异性的。实验光谱与第一原理计算和电荷转移多重态模拟进行比较，以获得磁矩。即使观察到的变磁性行为的签名作为温度或磁场的函数，Mn和Fe的磁矩演变的相似性表明，淬火的Fe时刻比以前预测的要弱。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced giant enhancement of magnetocaloric effects in MnNiSi-based systems
MnFeGe的化学合金化使MnNiSi的结构转变温度从1200 K降至<300 K，导致磁转变和结构转变的耦合，在室温附近产生大的磁热效应。结果发现，磁结构转变对外部（流体静压）压力高度敏感：相对较低的流体静压（~2.4 kbar）导致异常增强的等温熵变从$-$ Δ $S$ = 44至89 J/kg K，分别在环境（大气）和2.4 kbar施加的压力，为Δ $H$ = 5 T的场变化。这种巨大的熵变与磁结构转变期间由2.4 kbar施加的压力引起的约7%的大的相对体积变化有关。压力增强的磁热效应伴随着转变温度的转变，这是一种可以用来将转变调节到所需工作温度的效应，从而消除了对给定材料具有大磁热效应的需要（即，熵变）。此外，该材料还具有可忽略的磁滞损耗。
2014-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance, specific heat and magnetocaloric effect of equiatomic rare-earth transition-metal magnesium compounds
本文研究了等原子$RET$ Mg金属间化合物与$RE = {\rm La}$、Eu、Gd、Yb和$T = {\rm Ag}$、Au和GdAuIn的磁电阻、比热和磁热效应。根据组成，这些化合物是顺磁性的（$RE = {\rm La}$，Yb），或者它们是铁磁性的或反铁磁性的，转变温度范围为约13至81 K。它们都是金属，但电阻率变化超过3个数量级。磁有序引起电阻率的强烈下降，在有序温度附近，我们发现明显的磁阻效应。磁有序也导致了比热的明确异常。熵变的分析导致的结论是，一般的磁性转变可以描述由有序的本地化$S=7/2$时刻所产生的半填充的$4f^7$壳的Eu $^{2+}$或Gd $^{3+}$。然而，对于GdAgMg，我们发现了两个相变的明确证据，表明磁有序集部分低于约125 K，并通过几乎一级转变在39 K完成。在零场居里温度附近的低磁场下，反铁磁体的磁热效应较弱，而铁磁体的磁热效应则相当显著。
2005-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Low field magnetocaloric effect and heat capacity of A-site ordered NdBaMn2O6 manganite
研究了A位有序锰氧化物NdBaMn_2 O_6的磁热效应。该化合物中的MCE具有异常行为。在低磁场下，观察到了正磁热效应和逆磁热效应之间的突变。在一个相对较强的磁场H=11 kOe的直接和逆效应只观察到在冷却，而加热模式揭示只有一个逆MCE。MCE的值（-ΔS=0.7 J/kg K和ΔS= 1.02 J/kg K，ΔH=11 kOe）没有达到很高的值，但在室温下发生的效应的接近预期在磁冷却技术中使用这两种效应。
2012-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of pressure on the magnetostructural and magnetocaloric properties of isostructurally alloyed (MnNiSi)1-x(FeCoGe)x
具有极其不同的磁和热结构性质的两种化合物的同构合金化产生了一种新的系统（MnNiSi）1-x（FeCoGe）x，其表现出非凡的磁热性质，对施加的流体静压（P）具有急性敏感性。流体静压的应用将一级相变移到较低的温度（$Δ$ T=-41 K，P=3.43 kbar），但保留了等温熵变的巨大值（对于大气压下ΔB=5 T的场变化，- $Δ$ S $\max$ =143.7 J/kg K）。与磁场一起，这种压力引起的温度变化可用于显著增加有效的相对冷却功率。
2015-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Free-spin dominated magnetocaloric effect in dense Gd$^{3+}$ double perovskites
具有致密磁晶格的阻挫镧系氧化物由于其大的基态熵和抑制的有序温度而在低温制冷中具有潜在的基本兴趣，但通常受到短程关联的限制。在这里，我们提出的挫折fcc氧化物的例子，Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$和新的位置无序类似物Ca $_2$ GdSbO $_6$（[CaGd] $_A$ [CaSb] $_B$ O $_6$），其中磁热效应的影响最小的超交换（$J_1 \sim 10$ mK）。我们报告的晶体结构，使用粉末X射线衍射和体磁性能，通过低场磁化率和等温磁化测量。Gd化合物在2 K下在7 T的磁场中表现出高达-15.8 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的磁熵变，与磁制冷中的标准Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$的-13.0 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的值相比，过量20%。热容量测量表明，Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$在0.4 K以下缺乏磁有序，这表明通过液体4-He制度冷却。一个平均场模型是用来阐明的作用，主要是自由自旋行为的磁热性能的这些化合物相比，其他顶级性能的Gd基氧化物。双钙钛矿的化学柔性提高了进一步增强Gd $^{3+}$ fcc晶格中磁热效应的可能性。
2022-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing magnetic interactions and magnetocaloric effect in Ho$_5$Sn$_3$
稀土金属间化合物Ho $_5$ Sn $_3$具有温度驱动的多重磁转变和场驱动的变磁性。我们通过实验和理论研究相结合的方式来研究这种激发化合物的磁性。Ho $_5$ Sn $_3$在低于$~28$ K时反铁磁有序，并在15 K和12 K时表现出进一步的自旋重取向转变.我们在Ho $_5$ Sn $_3$中观察到了相当大的低温磁热效应，在30 K附近，当外加磁场为$H$ = 50 kOe时，熵变最大值$ΔS$ = -9.5 JKg $^{-1}$ K $^{-1}$.当温度高于15 K时，磁热效应很重要，磁滞几乎为零。有趣的是，$ΔS$被发现改变其符号从正到负的温度增加到约8 K以上，这可以链接到多个自旋重取向转变。在$ΔS$与$H$图中可以看到变磁性的特征。基于密度泛函理论计算得到的磁基态对电子间的有效库仑相互作用（$U_{\rm eff}$）敏感。根据$U_{\rm eff}$的值，基态可以是铁磁或反铁磁的。该化合物在磁场冷却状态下表现出大的弛豫（60 min内磁化强度变化14%），并随时间呈对数变化，这可能与我们在理论计算中观察到的竞争磁性基态有关。从顺磁居里-外斯温度的小值也可以看出竞争的磁性基态。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect and its implementation in critical behavior study of Mn4FeGe3-xSix intermetallic compounds
用直流磁化强度测量方法研究了Mn_4FeGe_（3-x）Six化合物的磁热效应。对于母体化合物Mn 4FeGe 3，顺磁性到铁磁性的转变温度TC高于室温（320 K），其最初保持恒定的小Si取代在Ge位点，然后随着Si浓度的增加而略微降低。在50 kOe的磁场变化下，TC处的磁熵发生了较大变化，x = 0、0.2、0.6和1个样本的典型值分别为5.9、6.5、5.9和4.4 J kg-1 K-1，以及宽的工作温度范围和可忽略的滞后使得Mn 4FeGe 3-xSix系列是一种很有前途的室温磁制冷材料。Mn_4Fe_（Ge_（3-x）Six）系列发生了二级磁相变。提出了磁熵变的场依赖性，并将其应用于临界指数的推导。临界行为研究表明，x = 0和0.2样品的磁相互作用在TC以下和TC以上有两种不同的行为。在TC以下，它遵循具有长程磁相互作用的平均场论，而在TC以上，它遵循具有短程或局域磁相互作用的海森堡三维模型。x = 0.6和1样品的磁交换相互作用遵循平均场论。
2013-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect measurements in ultrahigh magnetic fields up to 120 T
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Faculty of Engineering, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学工学部）
该研究在高达120 T的超高压磁场中测量了自旋冰化合物Ho₂Ti₂O₇的磁卡效应，发现晶场能级跃迁引起的温度变化及低场区域的巨磁卡效应，并探讨了更精确测量的前景。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical behavior and magnetocaloric effect in Tsai-type 2/1 and 1/1 quasicrystal approximants
本研究成功合成两种具有铁磁长程有序的Tsai型五元1/1和2/1准晶近似晶体，通过标度原理与KF关系分析发现其临界行为类似平均场，并证实团簇内磁相互作用对临界行为和磁熵变具有显著作用。
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
