Environment-assisted crack nucleation in La(Fe,Mn,Si)13-based magnetocaloric materials
已经观察到La（Fe，Si）13基磁热材料中的裂纹主要在富La（La 2 O3）颗粒周围形成，并对其长期结构完整性构成威胁。为了了解这些裂纹的形成，采用FIB横截面抛光和SEM表征来研究空气暴露后的局部微观结构演变。结果表明，与La 2 O3颗粒和水/水分之间的化学反应相关联的体积膨胀和内部降解可以导致裂纹成核在1：13相邻近的富La颗粒。这一观察结果表明，在材料加工过程中应抑制富La相的形成，或使其尺寸最小化，以确保La（Fe，Mn，Si）13磁热材料的长期结构完整性。
2021-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Oscillating magnetocaloric effect of a 2D non-relativistic diamagnetic material
在磁性材料中，具有铁磁特性的磁性材料是迄今为止在磁热效应应用方面研究最多的材料。近年来，抗磁性材料受到了前所未有的关注，并发现了类似于de Haas-van Alphen效应的振荡行为，本文详细描述了二维非相对论材料的磁热性质（例如，金薄膜），其中振荡取决于互易磁场$1/B$，比较了几种情况下每个电子的磁熵变，发现石墨烯的磁熵变为$\approx10^{-1}$ k $_{\text{B}}$（@109.3 K），二维金的磁熵变为$\approx10^{-5}$ k $_{\text{B}}$（@0.7 K），三维金的磁熵变为$\approx 10^{-7}$ k $_{\text{B}}$（@0.7 K）.
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Dimensionality on the Magnetocaloric Effect in Two-dimensional Magnets
本文通过基于第一性原理参数的原子尺度自旋动力学模拟，揭示二维铁磁体磁热效应的维度规律，并提出 GdSi$_2$ 作为氢液化温区的候选二维磁热材料。
2024-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling descriptor for high-throughput ab initio search of magnetocaloric materials
University of Nebraska at Kearney（内布拉斯加大学基尼分校）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
该研究基于朗道相变理论构建磁弹性耦合描述符，经评估已知磁热材料后，通过高通量从头计算筛选发现Mn₃Ge和Mn₃Sb的L1₂立方相是潜在强磁热材料。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Advanced materials for magnetic cooling:fundamentals and practical aspects
在过去的二十年里，磁热研究活动呈指数级增长，导致发现了包括金属间化合物和氧化物在内的广泛类别的材料。尽管发现所报道的材料在实验室规模上显示出优异的磁热性能，但其中只有一个有限的家族可以向工业水平升级，并作为磁冷却设备中的制冷剂。另一方面，在大多数的综述中，磁热材料通常是从绝热温度和熵变的角度来讨论的，这不足以对其大规模的适用性有更多的了解。本文综述了近年来报道的磁热材料的基本性质及其在功能器件中的热力学性能。综述的家族特别包括Gd 1-xRx合金，LaFe 13-xSix，MnFeP 1-xAsx和R1-xAxMnO 3基化合物。其他相关的实际方面，如机械稳定性，合成和腐蚀问题进行了讨论。此外，被认为是在控制的磁性和磁热性能的内部和外部参数起着至关重要的作用。为了再现所需的磁热参数，提出了一些实用的模型。最后介绍了旋转磁热效应和多层膜磁热效应的概念。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic, magnetocaloric and transport properties of HoRuSi compound
本文研究了多晶HoRuSi的磁性、热学、磁热和输运性质。发现该化合物在T1=18 K和T2=8 K时发生了磁转变。磁化强度数据表明，铁磁有序是占主导地位的在该化合物。由M-H-T数据估算了磁热效应，在50 kOe磁场下，磁热效应的-ΔSM为12.8 J/kg K，与同温区的某些潜在制冷材料相当。
2013-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Landau-Lifshitz-Bloch simulations of the magnetocaloric effect in continuous ferromagnetic-paramagnetic transitions
Universidad de Valladolid（巴利亚多利德大学）；ICMSE-CSIC, Universidad de Sevilla（塞维利亚大学凝聚态物质物理多学科能源科学单元（ICMSE-CSIC））；Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学）
基于Landau-Lifshitz-Bloch方程研究铁磁材料在居里转变附近的磁卡效应，通过微磁学模拟分析复杂微结构材料的性能。
2025-11-20 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
Basics of the magnetocaloric effect
本章回顾了磁热材料的基本物理和热力学。磁性材料的热力学讨论通过引入相关的自由能项连同它们的微观起源导致的熵的来源，可以改变在一个应用的磁场的讨论。这种熵解释了可测量的磁热效应，特别是在磁相变附近。特别注意的是致力于一阶磁跃迁，涉及自旋，晶格，电子和各向异性磁晶自由度的耦合。在非平衡热力学和磁滞模型的背景下讨论了具有一阶相变的磁热材料中存在的不可逆性和磁滞问题。
2017-02-27 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
Electronic and Magnetic Properties of the Candidate Magnetocaloric-Material Double Perovskites La$_2$MnCoO$_6$, La$_2$MnNiO$_6$ and La$_2$MnFeO$_6$
对用于制冷的室温磁热材料的研究导致了对双钙钛矿的研究。特别地，在La $_2$ MnNiO $_6$、La $_2$ MnCoO $_6$和La $_2$ MnFeO $_6$族化合物中出现了难题。它们具有相同的晶体结构，但La $_2$ MnNiO $_6$和La $_2$ MnCoO $_6$在室温以下是铁磁体，而La $_2$ MnFeO $_6$与简单的预期相反，是亚铁磁体。为了解决这个难题，我们使用密度泛函理论计算来研究有序双钙钛矿的电子结构和磁交换相互作用。我们的研究揭示了Fe-$d$轨道中的局域电子-电子相互作用在促进Fe $^{2+}$上具有半填充$d$ -壳层的Fe $^{3+}$价态和建立La $_2$ MnFeO $_6$的亚铁磁基态中所起的关键作用.指出了Hund耦合和Jahn-Teller畸变对Mn $^{4+}$离子的重要性。通过比较不同的磁有序状态提取交换常数。平均场和经典的蒙特卡罗计算得到的模型给出的趋势，在$T_C$，这是在这个家庭的材料与实验一致。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of short time milling in R5(Si,Ge)4, R =Gd and Tb, magnetocaloric materials
研究了短球磨时间对R5（Si，Ge）4 R =Gd，Tb磁热材料性能的影响。特别地，研究了研磨对原子结构、颗粒尺寸和形态、磁性和磁热效应的影响。在短的研磨时间（< 2.5h）下，实现了Gd5Si1.3Ge2.7和Tb5Si2Ge2颗粒尺寸减小至约3.5DSm。对于这两种组合物的主要差异是研磨效应的结构和磁性转变的耦合的后果。在Gd5Si1.3Ge2.7的情况下，二阶相变出现在高温球磨的结果。因此，在研磨150分钟后，磁热效应降低35%。有趣的是，在Tb5Si2Ge2中观察到相反的效果，其中磁热效应增加了23%，这是由研磨过程促进的内部应变引起的磁性和结构转变之间的耦合增强驱动的。
2015-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Thermo-magnetic properties of the magnetocaloric layered materials based upon FeMnAsP: a Green function-method approach
化合物FeMnAsxP 1-x在磁热效应的商业应用方面是非常有前途的。然而，关于磁热材料的理论文献仍然采用简单的分子场模型来描述重要的性质，例如伴随着等温磁场循环的熵变。我们应用格林函数理论处理这样的分析。这种方法的优点是众所周知的，因为晶体结构的细节被纳入模型中，以及过渡金属离子的自旋之间的相关性的精确描述可以获得。为了简单起见，我们采用一个简单的单交换参数海森堡模型，并通过在哈密顿量中引入一个双二次项来再现所观察到的一级相变。与FeMnAsxP 1-x化合物的实验磁热数据得到很好的一致性，以及从朗道连续相变理论预测的这些属性与磁场的依赖性的协议。
2015-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetocaloric effect in all-ferromagnetic (La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3) superlattices
我们利用La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3超晶格中的磁层间耦合来实现逆磁熵变和常规磁熵变之间的交叉。我们的数据揭示了由于超晶格的磁各向异性，磁热效应的强各向异性性质。因此，由可用于改变磁结构以及磁各向异性的铁磁材料构建的人造超晶格也可用于调节磁热性质，这可能为磁制冷应用开辟建设性的方法。
2010-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mastering hysteresis in magnetocaloric materials
磁滞现象不仅仅是一个有趣的奇怪现象，它发生在具有一阶相变的材料中。这是从现有的实验室规模的磁制冷机原型到这种潜在的破坏性冷却技术商业化的道路上的一个真正的障碍。事实上，磁热效应的可逆性，对于磁热泵是必不可少的，强烈地取决于热滞后的宽度，因此有必要了解引起滞后的机制，并找到如何最小化与热滞后相关的损失的解决方案，以最大限度地提高磁冷却装置的效率。在这项工作中，我们讨论的基本方面，这可能有助于热滞后，我们正在开发的战略，至少部分地克服了滞后问题，在某些选定的类别的磁热材料具有很大的应用潜力。这样做，我们指的是最相关的磁制冷剂类La-Fe-Si-，Heusler-和Fe 2 P-型化合物。
2016-06-09 cond-mat.mtrl-sci
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
Characterization of the Magnetocaloric Effect in RMn6Sn6 including High Entropy Alloys
本文全面研究了RMn6Sn6 kagome磁体家族的磁热效应，分析了磁有序类型与变磁转变的影响，并扩展至高熵稀土合金，为增强低稀土含量可调磁性材料的MCE提供了指导原则。
2024-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Indirect Exchange Interaction Leads to Large Lattice Contribution to Magnetocaloric Entropy Change
本研究通过自旋晶格动力学模拟比较bcc Fe与hcp Gd，揭示长程间接RKKY交换通过增强自旋-晶格耦合及低频声子影响，使晶格对磁热熵变贡献更大。
2023-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Phase Shift in AC Magnetocaloric Effect Measurements as an Indicator of the Order of Magnetic Phase Transitions
本研究发现弱交变磁场与磁热响应之间的相移可区分一级与二级磁相变，并证明其源于一般临界动力学理论。
2023-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large magnetic entropy change near room temperature in antipervoskite SnCMn3
我们报道了在室温附近观察到的大的磁热效应在反渗透SnCMn 3。在20 kOe和48 kOe的磁场下，一级亚铁磁-顺磁转变温度（TC 279 K）的最大磁熵变分别为80.69 mJ/cm 3 K和133 mJ/cm 3 K。这些值接近于典型磁热材料的值。大的磁热效应与TC附近晶格、电阻率和磁化强度的急剧变化有关。通过对Seebeck系数和正常霍尔效应的测量，发现该体系在TC处发生了电子结构重构。锰基反钙钛矿化合物由于其原料廉价、无毒，适合于追求更大磁热效应的新材料。
2009-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-dimensional magnetocaloric materials for energy-efficient magnetic refrigeration: Does size matter?
本文综述了低维磁热材料（如ribbons、薄膜等）在磁制冷中的优势与挑战，探讨尺寸等参数对磁热效应的影响，为高效节能磁制冷系统的材料设计提供指导。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication of magnetocaloric La(Fe,Si)$_{13}$ thick films
La（Fe，Si）$_{13}$基化合物被认为是一种非常有前途的磁热材料。许多研究都集中在这种材料的家庭，但只有在散装形式。本文报道了La（Fe，Si）$_{13}$厚膜的制备，包括后退火和非后退火。这些薄膜表现出的磁性和结构性能相媲美的散装材料。我们还观察到铁磁相变具有负的热滞后，这种现象以前在这种材料中没有发现，但它可能有它的起源在应变能水库的可用性，在其他材料的情况下，其中已发现负的热滞后。我们的探索性研究证明了La（Fe，Si）$_{13}$相厚膜的可行性，并激励了该领域的进一步工作，同时表明可以从降低磁体积效应较大的磁热材料的维数中获得额外的观点。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci
The effect of hydrogen on the multiscale mechanical behaviour of a La(Fe,Mn,Si)13-based magnetocaloric material
磁热冷却提供了提高制冷设备效率的潜力，从而减少了与冷却过程相关的大量二氧化碳排放。部署该技术的关键问题是磁热材料在加工和操作期间的机械降解，导致有限的使用寿命。采用多晶试样的宏观弯曲试验和单晶试样的原位微柱压缩试验研究了氢化La（Fe，Mn，Si）13基磁热材料的力学性能。量化了氢化对机械性能的影响。通过透射电子显微镜和原子探针断层扫描来揭示晶格中氢原子的排列，有助于理解变形/失效机制。结果表明，该材料的本征强度为~3-6 GPa，并依赖于晶体取向。单晶在压缩载荷下沿特定晶面表现出剪切。氢通过促进穿晶断裂劣化La（Fe，Mn，Si）13的强度。氢对单晶的弱化作用是各向异性的;在平行于{111}晶面的剪切时，氢的弱化作用是显著的，但当剪切面是{001}取向时，氢的弱化作用可以忽略不计。APT分析表明，这与氢原子在{222}面上的紧密排列有关。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Designing magnetocaloric materials for hydrogen liquefaction with light rare-earth Laves phases
本文提出通过混合不同de Gennes因子的轻稀土元素调节居里温度至20 K附近，设计出覆盖氢液化温区且磁热效应可与重稀土DyAl2竞争的轻稀土Laves相材料。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Computational screening of magnetocaloric alloys
在过去的几十年里，一个令人兴奋的发展一直是使用高通量计算筛选作为一种手段，确定有前途的候选材料的各种结构或功能特性。实验上，经常发现性能最高的材料含有大量的原子位置无序。然而，这些在高通量计算搜索中经常被忽视，因为难以处理不具有简单，明确定义的晶体学晶胞的材料。在这里，我们表明，磁热材料的筛选与密度泛函理论的磁变形代理的帮助下，可以扩展到系统的原子位置无序。这是通过对固溶体中有序超晶胞的磁变形进行热力学平均来实现的。我们发现，高度非单调磁热性能的无序固溶体Mn（Co $_{1-x}$ Fe $_x$）Ge和（Mn $_{1-x}$ Ni $_x$）CoGe的成功捕获使用这种方法。
2020-02-10 cond-mat.mtrl-sci
An indirect magnetic approach for determining entropy change in first-order magnetocaloric materials
考虑相变过程中相分数的影响，基于Clausius-Clapeyron（CC）方程，提出了一种改进的一级磁热材料等温熵变测定方法.结果表明，对于Ni-Mn-Sn Heusler合金，该方法计算的等温熵变值与麦克斯韦关系式（MR）计算的等温熵变值非常吻合，表明Ni-Mn-Sn Heusler合金通常表现为弱场诱导相变行为。与磁共振法相比，该方法只需少量的热磁测量就能得到满意的结果。更重要的是，我们可以消除等温熵变的高估来自MR，这总是存在于Ni-Co-Mn-In和MnAs系统的情况下，具有显着的场诱导转变。这些结果证实了这种基于CC方程的方法是非常实用的，并且在消除虚假尖峰和降低测量成本方面优于基于MR的方法。
2015-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature magnetocaloric effect in La0.7Sr0.3Mn1-xM'xO3 (M'=Al, Ti)
在高达6 T的磁场中，用磁化强度和热容测量方法，测量了La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（1-x）M '_xO_3（M' = Al，Ti）在室温及室温以上的磁熵和绝热温变。磁热效应在铁磁有序温度Tc处变得最大，通过Al或Ti替代Mn将其调谐到~300 K。虽然用Al替代Mn大大降低了熵变，但它大大延长了工作温度范围并提高了相对冷却功率。磁热效应似乎只有轻微的影响由Ti取代。虽然锰氧化物已被认为是磁制冷剂的潜力，在这些材料中的磁热效应是有限的，由于在Tc以上的短程铁磁相关的存在。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric properties of La0.7Ca0.3Mn16O3 and La0.7Ca0.3Mn18O3 manganites and their sandwich
结果表明，使用具有接近相似磁热性能的材料制成的夹层结构可使相对冷却功率增加约20%。
2012-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Giant and reversible extrinsic magnetocaloric effects in La0.7Ca0.3MnO3 films due to strain
已经提出了由磁场驱动的大的热变化用于环境友好的节能制冷，但是只有少数遭受磁滞的材料显示这些巨磁热效应。在这里，我们创造了巨大的和可逆的外部磁热效应的铁磁锰氧化物La0.7Ca0.3MnO3的外延膜使用应变介导的反馈从钛酸钡基板附近的一阶结构相变。我们的研究结果应该启发发现的巨磁热效应在广泛的磁性材料，并并行开发的纳米结构的散装样品的实际应用。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Applicability of scaling behavior and power laws in the analysis of the magnetocaloric effect in second-order phase transition materials
近年来，普适标度在磁热材料的研究中重新受到关注。它已被应用于各种各样的纯元素和化合物，从稀土基材料到过渡金属合金，从块状晶体样品到纳米颗粒。因此，有必要量化的限制范围内的标度定律将仍然适用于磁热研究。为了这个目的，一个三重的方法已经遵循：a）居里温度范围从46到336 K的一组材料的磁热响应已被建模与平均场布里渊模型，b）Gd的实验数据进行了分析，和c）的3D-伊辛模型--这是超越平均场近似-已经研究。通过这种方式，我们可以证明，在这项工作中提取的结论是模型无关的。结果表明，当外加磁场的磁能为居里温度下的热能的8%时，普适标度仍然适用。在这个范围内，预测的偏离比例定律保持低于仔细进行实验的实验误差范围。因此，对于居里温度接近室温的材料，居里温度下的标度定律将适用于常规磁性实验室（$\sim 10$ T）可获得的磁场范围，远高于磁热器件通常可获得的磁场。
2016-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
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
Ab-initio based analytical evaluation of entropy in magnetocaloric materials with first order phase transitions
我们结合自旋极化密度泛函理论和热力学平均场论来描述反钙钛矿锰氮化物的相变。我们发现，列入本地化的自旋贡献的熵，通过平均场论评估，降低了转变温度。此外，我们表明，电子熵导致一级相变与实验一致，而本地化的自旋贡献增加了二级字符的过渡。我们将我们的预测与现有的实验数据进行比较，以评估支撑我们的多级模型的假设的有效性。
2015-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Rotating magnetocaloric effect in the ferromagnetic Weyl semi-metal Co$_{3}$Sn$_{2}$S$_{2}$
旋转磁热效应（RMCE）是近年来磁制冷技术的一个热点，它是通过在固定磁场中使各向异性磁热材料从一个方向旋转到另一个方向来实现制冷的。在这项工作中，我们报告的各向异性磁热性能的铁磁Weyl半金属Co $_{3}$ Sn $_{2}$ S $_{2}$的磁场$H\parallel c$轴和$H\parallel ab$平面的单晶。我们观察到一个显着的（$2$的因素）在两个方向上测量的磁热效应之间的差异。旋转磁热效应已被提取，通过采取不同的磁熵变（$ΔS_{M}$）在两个晶体学方向施加的领域。在对$ΔS_{M}$的标度分析中，重新标度的$ΔS_{M}(T,H)$与降低温度的$θ$曲线塌缩成单一的普适曲线，表明在174 K下从顺磁相到铁磁相的转变是二级转变。利用$ΔS_{M}$和相对冷却功率RCP的幂律关系，计算了$β$和$γ$的临界指数，与最近对该化合物\cite{Yan2018}的临界行为研究结果一致.
2019-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Determination of the magnetocaloric effect from thermophysical parameters and their relationships near magnetic phase transition in doped manganites
我们提出的磁热效应（MCE）在Pr0.7Sr0.2Ca0.1MnO3的比较分析的结果，通过直接和间接的测量，使用实验测得的磁化强度，比热，磁致伸缩，电阻率，热扩散率和热导率参数。我们已经证明，在每个参数的变化，在响应磁场附近的铁磁-顺磁相变温度的材料与磁熵的变化相关。这些发现使我们能够将这些参数相互关联，并提供一种替代的，有效的方法来访问磁热材料的有用性。
2020-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Polarons Enable Exceptional Magnetocaloric Response
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
研究通过磁极子机制缓解磁熵与磁场响应的矛盾，揭示纳米级铁磁簇增强熵塌陷，使EuB6在10-40K范围展现巨磁卡效应。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Recent progress in exploring magnetocaloric materials
本文综述了磁热材料的最新进展，重点介绍了具有一级磁相变的LaFe13-xSix基合金的大磁熵变，并探讨了掺杂、压力等因素的影响及磁制冷应用前景。
2010-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Experimental exploration of ErB$_2$ and SHAP analysis on a machine-learned model of magnetocaloric materials for materials design
本研究实验测定了ErB$_2$的磁热性质，并利用SHAP分析揭示了机器学习模型预测稀土二硼化物磁熵变时的稀土依赖性与系统误差，以辅助材料设计。
2023-06-27 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
Review of magnetic properties and magnetocaloric effect in the intermetallic compounds of rare earth with low boiling point metal(s)
近二十年来，稀土金属间化合物的磁热效应（MCE）得到了广泛的研究，这不仅是因为稀土金属间化合物在磁制冷方面的潜在应用，也是为了更好地理解材料的基本问题。本文综述了近年来我们在稀土与低沸点金属（Zn、Mg、Cd）二元或三元金属间化合物的磁性和磁膨胀效应方面的研究进展。它们中的一些表现出有前途的MCE性能，这使得它们在低温磁制冷方面也很有吸引力。对这些化合物的磁转变特征、大MCE的来源以及潜在的应用进行了深入的讨论。此外，还对四元稀土镍硼碳化物RENi_2B_2C超导体的磁性能和磁热性能作了简要评述。
2015-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain energy enhanced room-temperature magnetocaloric effect in second-order magnetic transition materials
针对二阶磁相变材料的室温磁热效应，本文通过高压约束变形引入应变能，使单晶Mn5Ge3在300K下-ΔSM提升60%，并揭示其源于微观应变与晶格变形，为增强磁熵变及开发先进磁热材料提供方法与思路。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys
顺磁材料的磁热效应（MCE）已被广泛应用于通过等温施加磁场并将其消除来获得非常低的温度。这种效应也可以通过使用最近发现的巨型MCE材料用于室温制冷。在这封信中，我们报告了一个相反的情况下，在镍锰锡合金，即施加一个磁场电磁，而不是删除它，导致样品冷却。已知这发生在一些金属间化合物中，对于这些金属间化合物，当施加场时可以诱导适度的熵增加，从而引起逆磁热效应。然而，一些铁磁Ni-Mn-Sn合金的熵变与巨MCE材料的熵变一样大，但符号相反。巨逆MCE起源于马氏体相变，该相变由于晶格参数的变化而修改磁交换相互作用。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Frustrated Gd3+ Double Perovskites as High-Performance Magnetocaloric Materials for Sub-100 mK Adiabatic Demagnetization Refrigeration
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；University of Leipzig（莱比锡大学）
本研究提出 Gd3+ 双钙钛矿 Ba2GdSbO6 和 Sr2GdSbO6 作为磁热材料，通过受挫几何与交换/偶极相互作用抑制反铁磁有序，实现亚 100 mK 绝热退磁制冷，创下 Gd3+ 磁体最低 ADR 温度纪录。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fostering Innovation: Streamlining Magnetocaloric Materials Research by Digitalization
Federal Institute for Materials Research and Testing（联邦材料研究与测试研究所）；Faculty of Technology and CITEC, Bielefeld University（比勒费尔德大学技术与CITEC学院）；Faculty of Physics, Bielefeld University（比勒费尔德大学物理学院）；Helmholtz-Zentrum Berlin for Materials and Energy（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）；Bielefeld Institute for Applied Materials Research, Bielefeld University of Applied Sciences and Arts（比勒费尔德应用材料研究所，比勒费尔德应用技术大学）
本文通过数字化方法优化磁卡伦效应材料的研究流程，利用本体论和自动化工具提升材料合成与评估效率。
2025-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect in some magnetic materials in alternating magnetic fields up to 22 Hz
对不同材料（Gd、Fe_（48）Rh_（52）、Ni_（43）Mn_（37.9）In_（12.1）Co_（7）和Ni_（2.07）Co_（0.09）Mn_（0.84）Ga）在频率f < 22 Hz、幅值Δ H = 6.2 kOe的交变磁场中的磁热效应进行了直接测量。Gd的MCE随磁场频率变化不大。在Ni43Mn37.9In12.1Co7 Heusler合金的顺磁-铁磁相变附近，观察到MCE随频率的轻微降低。在具有AFM-FM磁结构相变的材料（Fe 48 Rh 52、Ni 43 Mn 37.9 In 12.1 Co 7）中的弱交变场中，由于这些场中的相变的不可逆性，不可能获得对总体MCE的结构贡献。在磁结构相变附近，这些合金中的MCE仅具有磁性贡献，并且不显示出对磁场频率的显著依赖性。在Ni2.07Co0.09Mn0.84GaHeusler合金中，MCE在约20 Hz的频率处消失。结果表明，提高磁制冷机的循环频率是提高磁制冷机效率的有效途径之一。
2018-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Diamagnetic magnetocaloric effect due to a transversal oscillating magnetic field
本函描述了具有沿$z$轴的磁场$B_\parallel$和平行于$x-y$平面的横向和振荡场$B_\perp (\ll B_\parallel)$的抗磁性材料的磁热效应。我们表明，由于在$B_\parallel$的变化的磁热势是相同的，由于在$B_\perp$的频率的变化。这些结果提高了在没有移动部件的情况下构建磁热装置的可能性，因为改变频率是简单的电子问题，而改变来自永磁体的场取决于机械方面。
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Fracture properties of La(Fe,Mn,Si)13 magnetocaloric materials
La（Fe，Mn，Si）13合金是一类很有前途的磁制冷材料。在器械组装和操作过程中与其结构完整性相关的挑战需要深入了解机械性能。在这里，我们开发了一个工作流程，以定量研究断裂性能的La（Fe，Mn，Si）13板用于磁冷却设备。我们采用显微结构表征，光学检查的缺陷，和四点弯曲测试的样品与已知的缺陷尺寸，以评估其机械性能。我们建立了残余强度曲线，直接将观察到的缺陷与机械强度联系起来。对于所采用的几何形状，氢化La（Fe，Mn，Si）13的估计断裂韧性KC约为4 MPa m^1/2。建立的强度和裂纹长度之间的关系使得能够通过光学显微镜检查缺陷来预测机械性能，因此可以在工业上用于指导板材选择，以保证制冷设备的机械稳定性。
2023-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Rare-earth tuned magnetism and magnetocaloric effects in double perovskites $R_2$NiMnO$_6$
对双钙钛矿材料$R_2$ NiMnO $_6$与$R =$ Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy的磁化强度和磁热效应进行了全面的实验研究。虽然顺磁性到铁磁性的转变，T $_{\rm C}$在$\sim 100 - 200~$ K范围内，是一个共同的特点，可以归因于Mn $^{4+}$和Ni $^{2+}$磁矩的排序，定性不同的行为取决于$R$的选择，在低温下观察到。磁化强度的这些低温异常也表现在磁熵的变化中，$-ΔS_{M}$，其符号取决于$R$的选择。为了理解这些结果，我们提出了基于平均场近似和Monte Carlo模拟的最小自旋模型的理论分析。该模型正确地捕捉了实验观察的关键特征。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine Learning Guided Discovery of Gigantic Magnetocaloric Effect in HoB$_{2}$ Near Hydrogen Liquefaction Temperature
National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所）；University of Tsukuba（筑波大学）；Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）
磁制冷利用磁热效应，其是在材料中施加和去除磁场时的熵变化，提供了不同于常规气体循环的制冷替代路径。虽然深入的研究已经发现了大量表现出大磁热效应的磁性材料，但大量化合物的这些性质仍然未知。为了在这个未知的空间中探索新的功能材料，机器学习被用作选择能够表现出大磁热效应的材料的指导。通过这种方法，HoB $_{2}$被挑选出来，合成和它的磁热性能进行评估，导致巨大的磁熵变40.1 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$（0.35 J cm $^{-3}$ K $^{-1}$）的居里温度为15 K的铁磁二级相变附近的磁场变化为5 T的实验发现。据我们所知，这是迄今为止报道的最高值，接近氢液化温度，因此它是一种非常适合氢液化和低温磁冷却应用的材料。
2020-05-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Magnetocaloric Effect of Pure and Diluted Quantum Magnet Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$
Institut Néel, CNRS（内尔研究所，法国国家科学研究中心）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国原子能和替代能源委员会，研究创新与绿色氢气和同位素研究所，高能物理和化学实验室）
研究纯及稀释Yb$_3$Ga$_5$O$_{12}$的磁卡效应，通过磁化测量发现稀释样品在低磁场下熵变增强，但40%稀释样品效应减弱，表明铁磁关联持续存在，显示该材料在低温磁制冷中的潜力。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Magnetocaloric effect in hexacyanochromate Prussian blue analogs
本文报道了两种分子基六氰基铬酸盐普鲁士蓝类似物CsNi[Cr（CN）_6]（H_2O）和Cr_3[Cr（CN）_6]_2x12（H_2O）的磁热性质。前者在Tc=90 K以下具有铁磁性，而后者在Tc=230 K以下具有铁磁性。对于这两个，我们发现显着大的磁熵变化DSm相关的磁相变。值得注意的是，我们的研究代表了第一次尝试在温度远高于液氦范围的磁热效应方面研究分子基材料。
2006-02-24 cond-mat.mtrl-sci
The physical nature of "giant" magnetocaloric and electrocaloric effects
从相变、铁磁性和铁电性的新基本原理出发，解释了“巨”磁热效应和电热效应的物理本质。它是从正常晶体状态到取向无序晶体（ODC）状态的结构（成核和生长）相变的潜热，其中组成颗粒参与热旋转。材料的铁磁性或铁电性提供了通过相应地施加磁场或电场来触发结构相变的能力。
2013-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Derivation of a non-stoichiometric 1/1 quasicrystal approximant from a stoichiometric 2/1 quasicrystal approximant and maximization of magnetocaloric effect
本文通过在Ga-Pt-Gd 2/1近似晶体中采用双异价元素替代降低e/a，衍生出宽成分稳定性的1/1近似晶体，将磁基态从旋量玻璃态转变为铁磁态，并显著增强磁热效应至-8.7 J/K mol-Gd。
2025-06-05 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
