Table-like magnetocaloric effect and enhanced refrigerant capacity in EuO1-δ thin films
提出了一种通过控制氧空位（δ = 0，0.025和0.09）来调节EuO_（1-δ）薄膜导带布居以调节其磁热响应的方法。每个薄膜显示出顺磁性铁磁转变约65 K，在更高的温度下，在缺氧的样品中的一个额外的磁有序转变。所有的过渡被观察到是二阶的。在δ = 0的样品中，在磁场变化为2 T时，磁熵变最大为6.4 J/kg K，制冷量为223 J/kg，在所有情况下，所研究的薄膜的制冷量都超过了大块EuO的制冷量。调整氧含量显示出产生表状磁热效应，理想的埃里克森循环磁制冷。因此，这些薄膜是液氮温度范围内小规模磁冷却技术的优秀候选者。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enlarging the magnetocaloric operating window of the Dy2NiMnO6 double perovskite
本文主要研究了La 2-xDyxNiMnO 6双钙钛矿的磁性和磁热性能。它们的磁热性质的熵和绝热温度变化的影响。在早期的工作相比，它被发现，在非常低的磁场下的Dy 2NiMnO 6化合物揭示占主导地位的反铁磁相互作用。其Dy 3+磁矩的顺序与巨磁热效应在非常低的温度下，而建立的铁磁Ni-O-Mn超交换相互作用接近100 K引起一个中等的磁热水平，只有。另一方面，Dy 2NiMnO 6掺杂大量的大尺寸稀土元素，如La，将使我们能够覆盖从液氦温度到室温的非常宽的磁热温度范围。更有趣的是，在La1.5Dy0.5NiMnO6的有序和无序铁磁相的存在下，保持恒定的等温熵变化超过约200 K的温度跨度，是一个有利的情况，从实用的角度来看。
2019-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Cooling and heating by adiabatic magnetization in the Ni$_{50}$Mn$_{34}$In$_{16}$ magnetic shape memory alloy
本文报道了逆磁热Ni $_{50}$ Mn $_{34}$ In $_{16}$合金的绝热温度变化的测量结果。结果表明，这种合金加热与应用程序的磁场周围的居里点，由于传统的磁热效应。相反，与马氏体相变相关的逆磁热效应导致绝热磁化引起的温度异常降低。我们还提供了磁化和比热数据，使测量的温度变化的热力学关系间接计算的值进行比较。在二阶顺磁-铁磁相变中的常规效应得到了很好的一致性。然而，在一级结构转变，在高场的测量值低于计算值。不可逆的热力学参数表明，这种差异是由于一级马氏体相变的不可逆性。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Self-thermometry measurements of the adiabatic temperature change in first-order phase transition magnetocaloric materials
University of Porto（波尔图大学）；Quantum Design, Inc.（昆腾设计公司）；University of Aveiro（阿威罗大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）
本文提出一种利用商用VersaLab PPMS测量磁卡伦效应的方法，用于确定Gd5Si2Ge2材料的绝热温度变化，实现了对磁卡伦材料的全面表征。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetocaloric properties of LaFe$_{13-x-y}$Co$_x$Si$_y$ and commercial grade Gd
测量了LaFe $_{13-x-y}$ Co $_x$ Si $_y$三种样品的磁热性能，并与工业级Gd的测量结果进行了比较。样品具有（x=0.86，y=1.08）、（x=0.94，y=1.01）和（x=0.97，y=1.07），产生的居里温度在276-288 K范围内。在较宽的温度范围内测量了样品的磁化强度、比热容和绝热温度变化。重要的是，所有的测量值都进行了退磁校正，从而可以直接比较数据。在1 T的内场作用下，3种LaFeCoSi样品的最大比熵变分别为6.2，5.1和5.0J/kg K，比热容分别为910，840和835 J/kg K，绝热温变分别为2.3，2.1和2.1K。在1 T内场下，Gd的最大比熵变为3.1J/kg K，比热容为340 J/kg K，绝热温变为3.3K。绝热温度变化也计算从比热容和比磁化强度的测量值，并与直接测量值进行比较。总的来说，达成了很好的一致。
2014-10-08 cond-mat.mtrl-sci
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
A setup for direct measurement of the adiabatic temperature change in magnetocaloric materials
本文提出一种利用永磁体 Halbach 阵列直接测量磁热材料绝热温度变化 $ΔT_{adb}$ 的装置，通过对比一阶和二阶化合物的直接与间接测量结果，证明直接测量是可靠表征磁热效应的必要方法。
2022-10-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tuning the metamagnetic transition in the (Co,Fe)MnP system for magnetocaloric purposes
用磁性测量和直接Δ Tad测量表征了（Co，Fe）MnP磷化物反铁磁-铁磁转变时的逆磁热效应。在室温下，对于中间场变化（Δ B = 1 T），Co0.53Fe0.47MNP的熵变为1.5 Jkg-1K-1，绝热温度变化为0.6 K。有几种方法被用来控制的变磁过渡特性，在每一种情况下，一个奇特的分裂的反铁磁到铁磁过渡观察。
2013-09-26 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
On the derivation of the magnetocaloric properties in ferrimagnetic spinel Mn3O4
在TN = 42.75 K的Mn 3 O 4亚铁磁转变附近观察到了较大的磁热效应。场致等温熵变（\DeltaS）来自磁和量热技术。最大|\DeltaS|当磁场变化为20 kOe时，TN的绝热温度变化（ΔTad）分别为11 J kg-1 K-1和1.9 K。此外，发现在TN以下发生的复杂磁相变在\DeltaS（T）上产生额外的但更小的特征。
2010-12-23 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
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
Large ground state magnetic moment and magnetocaloric effect in Ni2Mn1.4In0.6
本文报道了立方相Ni_2Mn_1.4In_0.6Heusler合金在二级磁转变时的大的常规磁热效应。2K等温磁化强度显示出巨大的基态磁矩，约为6.17 μB/f. u。理论计算表明，立方相Ni_2 Mn_（1.4）In_（0.6）的大磁矩来源于Mn-Ni亚晶格和Mn-Mn亚晶格之间的强铁磁相互作用。实验得到的磁矩与理论计算值吻合得很好。大的磁矩引起相当高的绝热温度和熵变的磁转变。本研究开辟了可能性，探索立方Heusler合金的磁热应用。
2015-05-29 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
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
Giant magnetocaloric effect in Gd2NiMnO6 and Gd2CoMnO6 ferromagnetic insulators
通过磁容量和热容测量研究了双钙钛矿结构Gd_2NiMnO_6（GNMO）和Gd_2CoMnO_6（GCMO）样品的磁热效应。在GNMO（GCMO）中，在~130 K（~112 K）观察到铁磁有序，而在T < 20 K时，Gd交换相互作用似乎占主导地位。在GCMO中，在低于50 K时，观察到3d-4f交换作用引起的反铁磁行为。在低温下，当磁场变化为7 T时，GNMO（GCMO）的最大熵（-ΔSM）和绝热温变分别为35.5 J Kg-1 K-1（~24 J Kg-1 K-1）和10.5 K（6.5 K）.无磁滞和热滞以及它们的绝缘性质使它们在低温磁制冷方面有希望。
2015-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Application of the finite-temperature Lanczos method for the evaluation of magnetocaloric properties of large magnetic molecules
我们讨论了含钆磁性分子的磁热性质，这些分子可能用于亚开尔文冷却。我们表明，单重态基态的简并可能是有利的，以支持绝热过程的低温，同时尽量减少干扰偶极相互作用。由于这样的自旋系统的希尔伯特空间假设非常大的尺寸，我们评估必要的热力学可观的手段的温度Lanczos方法。
2012-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$H$-$T$ phase diagram of solid oxygen
在超高场测量和磁热效应（MCE）测量的背景下，讨论了包括$θ$相的固体氧的综合磁场-温度（$H$ - $T$）相图。指出并讨论了脉冲场持续时间短、非平衡条件和MCE引起的问题。所得相图将各相之间的熵关系表示为$S_θ\sim S_α<S_β<<S_γ$。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the magnetic phase transition and magnetocaloric properties of the Mn$_2$FeSbO$_6$ ilmenite
研究了钛铁矿型结构的矿物和合成黑锑矿Mn $_2$ FeSbO $_6$的磁相变和磁热性质。Mn $_2$ FeSbO $_6$订单铁磁低于270 K，并发现进行二阶磁相变。在5 T磁场变化下，该矿物和合成黑锑铁矿的相关磁熵变分别为1.7J/kgK和1.8J/kgK。对于合成的Mn $_2$ FeSbO $_6$的绝热温度变化估计从磁性和比热测量和金额为0.2 K，在1 T场的变化。展望了Mn $_2$-FeSbO $_6$基材料的潜在功能特性。
2012-08-17 cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetocaloric properties of $R_3$Ga$_5$O$_{12}$ ($R$ = Tb,Gd,Nd,Dy)
我们报道了稀土石榴石家族的几个成员Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（GGG）、Dy $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（DGG）、Tb $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（TGG）和Nd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（NGG）的特征磁性，并比较了它们在磁热冷却方面的相对潜在效用，包括它们的最小绝热退磁制冷（ADR）温度和相对冷却参数。这项工作的一个主要目标是确定潜在的改进GGG的磁热性能用于低温ADR低温恒温器。原则上，在稀土位置使用Tb $^{+3}$和Dy $^{+3}$提供较高的饱和磁化强度，而Nd $^{+3}$提供较低的de Gennes因子，因此潜在地降低了磁转变温度，限制了有用的温度范围。我们的研究结果表明，Dy $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$产生最佳的相对冷却参数（$RCP$）在低的应用领域和低的极限温度，这将允许更有效的ADR低温恒温器的设计。
2023-02-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in the intermetallic compound DyNi
对DyNi多晶样品进行了磁性和热容量的测量，DyNi多晶样品的晶型为正交晶系的FeB结构（空间群为Pnma）。该化合物具有铁磁性，居里温度为59 K。低温下的磁化场等温线显示出变磁转变的阶梯状行为特征。测量了在不同外加磁场下的等温磁熵变和绝热温度变化。在60 kOe的磁场下，熵变和温度变化的最大值分别为19 Jkg ~（-1）K ~（-1）和4.5 K。该化合物在低场下具有非共线的磁结构，其大的磁热效应归因于场诱导自旋翻转的变磁性。
2005-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect in Ni2(Mn,Cu)Ga0.84Al0.16 Heusler alloys
通过磁化强度和热测量研究了多晶Heusler化合物Ni2Mn0.75Cu0.25Ga0.84Al0.16的铁磁相变和Ni2Mn0.70Cu0.30Ga0.84Al0.16的磁结构相变，它们都是温度和磁场的函数。化合物Ni_2 Mn_（0.75）Cu_（0.25）Ga_（0.84）Al_（0.16）在磁取向结构中表现出较大的磁热效应，并对其原因进行了探讨。此外，在室温下，在0-1 T的磁场变化下，Ni 2 Mn 0.70Cu 0.30Ga 0.84Al 0.16显示出非常高的熵和绝热温度变化，尽管是不可逆的。与类似的Ni 2 MnGa基合金相比，改进的制冷剂容量也是30%Cu材料的一大亮点。
2020-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
Dynamics of the magnetoelastic phase transition and adiabatic temperature change in Mn1.3Fe0.7P0.5Si0.55
测量了Mn 1.3Fe 0.7P 0.5Si 0.55 Fe 2 P型合金在不同磁场扫描速率（0.93 ~ 2870 Ts-1）下的绝热温度变化DTad。我们发现了一个独立于场扫描速率的磁热效应，由于部分对齐的磁矩在顺磁区域重叠的一阶相变的磁热效应。此外，一阶相变甚至在高达20 T的磁场中也未完成，导致DTad的非饱和行为。在不同的脉冲场的测量表明，一阶相变不能遵循快速的字段变化，如前所述，导致在DTad的一个明显的依赖于字段的滞后。
2019-07-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of the martensitic transformation kinetics on the magnetocaloric effect in Ni-Mn-In
Ni-Mn基Heusler化合物中的逆磁热效应（MCE）发生在低温低磁化马氏体和高温高磁化奥氏体之间的磁结构转变过程中。在这项研究中，我们分析的变磁性转变的$Ni_{49.8}Mn_{35}In_{15.2}$化合物的同时绝热温度变化和应变测量脉冲磁场高达10 T。在285 K的起始温度下，当完全诱发逆马氏体相变时，观察到绝热温度变化为-10K，应变为-0.22%。通过在316 Ts $^{-1}$、865 Ts $^{-1}$和1850 Ts $^{-1}$之间改变磁场扫描速率，研究了逆马氏体相变的转变动力学.我们的实验表明，在超过865 Ts $^{-1}$的场速率下，逆马氏体相变结束时有明显的延迟，这与残留马氏体的湮灭有关。因此，场滞后增加，并且需要更高的场来使过渡饱和。相反，没有时间依赖性的影响，在研究的场扫描范围内观察到的逆马氏体相变的发生。我们的研究结果表明，在Heusler化合物的动力学效应强烈影响的磁冷却循环，特别是当利用一个multicaloric的“剥削磁滞循环”，其中采用高磁场扫描速率。
2021-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Magnetocaloric Properties of The Ludwigite Single Crystal Cu2MnBO5
我们提出了一个彻底的研究结果的比热和磁热性质的Ludwikiquid晶体Cu_2 MnBO_5在60 - 350 K的温度范围内，在磁场高达18 kOe。研究发现，在居里温度（92 K）以下，电容具有线性的温度依赖性，这与磁振子的二维反铁磁相互作用有关.在95 - 160 K的温度范围内观察到容量的温度无关性，这可以归因于维格纳玻璃相的激发。磁热效应（即绝热温度变化）通过直接测量或使用容量数据的间接方法来评估。由于其强的磁晶各向异性，在Cu 2 MnBO 5中观察到各向异性MCE或旋转MCE。一个深的最小值在旋转MCE附近的TC观察到，可能与各向异性的顺磁磁化率。
2020-05-10 cond-mat.mtrl-sci
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
First-principles calculation of the instability leading to giant inverse magnetocaloric efects
用第一性原理和Monte Carlo方法研究了功能Ni-Mn-Z（Z = Ga，In，Sn）Heusler合金的结构和磁性。的\textit{ab initio}计算给出了一个基本的理解的基础物理，这是与铁和反铁磁相互作用的强烈竞争，增加化学无序。所得到的$d$ -电子轨道相关的磁有序是磁结构不稳定性的驱动机制，其伴随着磁化下降，控制磁热效应的大小。热力学性质的计算通过使用\textit{ab initio}磁交换耦合常数在有限温度蒙特卡罗模拟，这是用来准确地再现实验熵和绝热温度变化的磁结构转变。
2014-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in exchange-frustrated GdCrTiO5 antiferromagnet
本文报道了交换阻挫对GdCrTiO $_5$化合物磁热性能的影响。由于磁相互作用的高度交换阻挫性质，在GdCrTiO $_5$，长程反铁磁有序发生在更低的温度$T_N$ =0.9 K和磁冷却功率显着增强相对于在几个几何阻挫系统中观察到的。在5 K以下，当磁场变化（$ΔH$）为7 T时，等温磁熵变（- $ΔS_{\rm m}$）为36 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$.此外，- $ΔS_{\rm m}$不会随着$T$的降低而从其最大值降低到非常低的温度，并且本质上是可逆的。当$ΔH$ =7 T时，绝热温度变化$ΔT_{\rm ad}$为15 K。这些磁热参数显着大于几个潜在的磁制冷剂，即使是小的和中等的磁场变化。本研究不仅表明GdCrTiO $_5$可以被认为是一种潜在的低温磁制冷剂，而且促进了交换阻挫对磁热效应作用的进一步研究。与此相反，只有几何挫折的磁热效应的作用，以前报道的理论和实验研究的很少系统。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Complex ferromagnetic state and magnetocaloric effect in single crystalline Nd_{0.7}Sr_{0.3}MnO_{3}
通过测量磁场诱导的绝热温度变化研究了Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}单晶的磁热效应。为了理解这种不寻常的磁热效应，我们调用报告的{55}^Mn自旋回波核磁共振，电子磁共振和偏振拉曼散射测量Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}。我们发现，这种效果是一种表现形式的双交换机制和相关性之间的竞争所产生的耦合自旋和晶格的自由度，从而导致在一个复杂的铁磁状态。研究了Nd_{0.7} Sr_{0.3} MnO_{3}在居里温度附近的临界行为，研究了耦合自由度的影响.我们发现，在低场的一个复杂的行为，其中的过渡的顺序不能被固定，并在高场的二阶行为。
2007-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect as a signature of quantum level-crossing for a spin-gapped system
近年来，反铁磁（AFM）低维自旋系统的磁热效应（MCE）研究揭示了在外加磁场作用下，系统的基态交叉特性。在此，通过MCE研究，我们已经探讨了一个这样的自旋系统：NH4CuPO4.H2O（NCP），AFM自旋1/2二聚体的场诱导量子能级交叉特性。实验磁化和比热数据，并已被用来评估熵，磁能和磁热性能的数据。我们观察到磁格吕奈森参数在水平交叉场B_C上的符号变化。在温度-磁场平面上追踪等熵曲线，观察到低温下的绝热冷却。通过MCE分析解释的NCP能级交叉特征与磁化和比热数据的观测结果一致。
2020-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
On correctly assessing the reversibility of the magnetocaloric effect from indirect measurements
针对磁热效应间接测量中绝热温变估算的近似问题，提出小磁场步长迭代法，可准确再现可逆性并提升估算精度达10%，以钆为基准验证。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput direct measurement of magnetocaloric effect based on lock-in thermography technique
我们展示了一个高通量的磁热效应（MCE）的直接测量方法，通过锁定热成像（LIT）技术。这种方法能够系统地测量磁场和工作频率的温度变化引起的MCE的依赖性。与传统的绝热温度测量方法相比，这在更短的时间内完成。基于LIT的直接测量不存在任何可能的错误计算和使用热力学关系的间接测量所产生的误差。重要的是，LIT技术可以在不增加测量时间的情况下同时对多种材料进行MCE测量，从而实现MCE的高通量研究。将此方法应用于Gd，在调制场为1.0 T、调制频率为0.5 Hz、温度为300.5 $\pm$ 0.5 K时，得到了1.84 $\pm$ 0.11 K的MCE诱导温度变化，证明了LIT方法给出了定量结果。
2017-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurements of the magnetocaloric effect in pulsed magnetic fields: The example of the Heusler alloy Ni$_{50}$Mn$_{35}$In$_{15}$
本文用直接测量的方法研究了形状记忆Heusler合金$_{50}$ In $_{35}$在高达6和20 T的脉冲磁场中的磁热效应。在6 T的结果进行了比较，从热容实验获得的数据。我们发现一个饱和的逆MCE，有关的一阶马氏体相变，与$ΔT_{ad} = -7$ K的最大绝热温度变化在250 K和常规的场依赖MCE附近的第二阶铁磁转变在奥氏体相。脉冲磁场数据允许在$\sim 10$至100 ms的时间尺度上分析样品对磁场的温度响应，该时间尺度是磁热冷却装置的典型操作频率（10至100 Hz）的量级。我们的研究结果表明，在记忆合金的不同贡献的MCE和马氏体相变周围的滞后效应，必须仔细考虑未来的冷却应用。
2015-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Design of reversible low-field magnetocaloric effect at room temperature in hexagonal MnMX ferromagnets
六方晶系MnMX基（M = Co或Ni，X = Si或Ge）铁磁体在一级磁结构转变时普遍存在巨磁热效应。然而，热滞后和磁结构转变对磁场的低灵敏度不可避免地导致低场磁热效应的相当大的不可逆性。在这项工作中，我们展示了一种替代的方式来实现可逆的低场磁热效应的MnMX基合金的二阶相变的优势。在MnCoGe合金中引入Cu后，高温下马氏体相变稳定，而正交相的居里温度降低到室温。结果，可以观察到具有可忽略的热滞后和大的磁化变化的二阶磁转变，从而实现大的可逆磁热效应。通过量热法和直接测量，在304 K下，在0-1 T的磁场变化下，得到了约1 K的可逆绝热温度变化，这比一级磁结构转变的温度变化要大。为了更好地了解这些实验结果的来源，我们进行了第一性原理计算来表征化学键和磁交换相互作用。我们的工作提供了一个新的理解MnCoGe合金，并指出了一个可行的路线，以提高低场磁热效应在MnMX系统的可逆性。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Influence of the Terbium film size for the magnetocaloric effect at low temperatures
由于有限的尺寸和表面效应的显着增强磁热效应的报道在铽（Tb）薄膜的helmagnetic相（对应的温度范围从$T_C$ =219 K到$T_N$ =231 K），对于外部领域的顺序kOe。对于6个单层的Tb薄膜，在外加磁场（$Δ$ H= 30 kOe，$Δ$ H= 50 kOe和$Δ$ H= 70 kOe）下，我们报告了绝热温度的显著变化，$Δ$ T/ $Δ$ H，接近Néel温度，比Tb体所观察到的高十倍。另一方面，当磁场较小时，薄膜的厚度效应较大，当外加磁场强度为几kOe时，薄膜的热效率显著增加。对于具有6个单层的多层膜，我们已经发现$Δ$ T/ $Δ$ H=43 K/T，而对于具有20个单层的较厚的膜，$Δ$ T/ $Δ$ H=22 K/T。我们的研究结果表明，薄膜的Tb是一个有前途的材料的磁热效应器件的应用在中温。
2017-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Giant Magnetocaloric Effect in a High-Spin Shastry-Sutherland Dipolar Magnet
Ganjiang Innovation Academy, Chinese Academy of Sciences（中国科学院赣江创新研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院高磁场实验室）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Anhui University（安徽大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
研究发现高自旋Eu2MgSi2O7磁体在低温下表现出巨磁卡效应，其熵变峰值达55.0 J kg-1 K-1，且亚开尔文范围内的持续冷却效应使其成为新型磁制冷材料。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Improved magnetostructural and magnetocaloric reversibility in magnetic Ni-Mn-In shape-memory Heusler alloy by optimizing the geometric compatibility condition
本文报道了磁性形状记忆合金Ni $_{1.8}$ Mn $_{1.8}$ In $_{0.4}$的磁致伸缩可逆性和逆磁热效应的改善。我们表明，磁致伸缩和MCE的关键取决于奥氏体和马氏体相的几何相容性。从X射线衍射数据计算的变换矩阵中获得了关于两相相容性的详细信息。晶格参数的唯一性导致磁致伸缩和MCE的可逆性改善。在马氏体相变的热滞区，脉冲磁场作用下的最大相对长度变化为0.3%，绝热温度变化为$ΔT_{ad}\approx -10$ K。我们的研究结果表明，几何相容性的方法将允许一个设计材料的可逆磁致伸缩和可逆逆MCE在一阶磁结构相变的形状记忆Heusler合金。
2020-04-03 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
Giant magnetocaloric effect in magnets down to the monolayer limit
二维磁体可能会彻底改变信息技术，但它们在冷却技术和磁热效应（MCE）方面的潜在应用仍未被探索。在此，我们通过多尺度计算揭示了巨MCE的存在及其应变调谐单层磁体，如CrX $_3$（X=F，Cl，Br，I），CrAX（A=O，S，Se; X=F，Cl，Br，I），和Fe $_3$ GeTe $_2$。在磁场为5 T时，单层CrF $_3$的最大绝热温变（$ΔT_\text{ad}^\text{max}$）、最大等温磁熵变和比冷却功率分别高达11 K、35 $μ$ Jm $^{-2}$ $^{-1}$和3.5 nWcm $^{-2}$. 2%的双轴和5%的$a$轴向单轴压缩应变可使CrCl $_3$和CrOF的$ΔT_\text{ad}^\text{max}$分别显著增加230%和37%（最高可达15.3和6.0 K）。发现单位面积的大净磁矩有利于改善MCE。这些发现倡导巨型MCE单层磁体，为纳米级的磁冷却开辟了新的机会。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
On the conventional and rotating magnetocaloric effects in multiferroic TbMn2O5 single crystals
固态制冷剂由于其在高效和绿色冷却装置中的应用潜力越来越大而引起了全世界的关注。利用可变的外磁场，通过控制材料的磁化强度、电极化的强度和体积等自由度，可以获得热效应。在常规磁热制冷系统中，通过将活性物质移入和移出磁场源来利用磁热效应。在这里，我们证明了一个巨大的和可逆的磁热效应，可以简单地通过旋转的多铁性TbMn 2 O 5单晶围绕其b轴在一个相对较低的恒定磁场施加在交流平面。对于沿易磁化轴a施加的磁场，在约10 K，磁场变化为5 T时，熵变为12.25 J/kg K，比沿难磁化轴c施加磁场时的熵变大100倍。当TbMn_2 O_5在磁场保持在ac平面的情况下旋转时，相关的绝热温度变化分别在2 T和5 T下达到最小值8 K和14 K。TbMn_2 O_5的这种巨旋转磁热效应是由熵变的巨大各向异性、相对温和的磁场下磁化强度的增强和较低的比热引起的。另一方面，相干旋转模型的应用表明，TbMn_2 O_5所表现出的旋转磁热效应并不直接源于磁晶各向异性。我们的研究结果应该启发和开辟新的途径，实现紧凑，高效和嵌入式磁热器件的低温和空间应用。其潜在的操作温度范围为2至30 K，使其成为氢液化的绝佳候选者。
2016-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-Cost magnetocaloric compound for Cryogenic Cooling
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
A study on rare-earth Laves phases for magnetocaloric liquefaction of hydrogen
我们正在见证一个向可再生能源驱动的社会的巨大转变，以实现日益严格的气候目标。氢作为一种能源载体，将在建设气候中立社会中发挥关键作用。虽然液氢是氢的储存和运输所必需的，但传统的基于焦耳-托马斯效应的方法制备氢的成本很高。磁热氢液化作为一种潜在的更有效的新兴技术，是一个“游戏规则改变者”。在这项工作中，我们研究了稀土基Laves相${\rm R}Al_2$和${\rm R}Ni_2$的磁热氢液化。我们已经注意到一个未解决的特征，即二阶磁热材料的磁热效应可以在氢沸点附近变得“巨大”。这一特点表明，强相关性，下至氢的沸点，磁热效应的三个重要量：最大磁熵变$ΔS_{m}^{max}$，最大绝热温度变化$ΔT_{ad}^{max}$，居里温度$T_C$。通过全面的文献综述，我们解释了稀土金属间化合物系列的相关性为两个趋势：（1）$ΔS_{m}^{max}$随着$T_C$的减少而增加;（2）$ΔT_{ad}^{max}$在室温附近随着$T_C$的减少而减少，但在低温下增加。此外，我们已经开发了一个平均场的方法来描述这两个趋势的理论。本工作揭示的$ΔS_{m}^{max}$和$ΔT_{ad}^{max}$对$T_C$的依赖性有助于我们快速预测稀土基化合物的磁热性能，指导材料设计，加速氢液化磁热材料的发现。
2022-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Giant magnetocaloric effect driven by indirect exchange in magnetic multilayers
磁性多层膜中的间接交换耦合，也称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，已知在控制磁化的层间排列方面非常有效。这种耦合通常在多层制造阶段固定，并且不允许器件应用所需的非原位控制。除了取向控制之外，还非常期望控制层内磁化的大小，理想地通过切换相关的RKKY耦合来接通/关断层内磁化。在这里，我们展示了一种磁性多层材料，结合热-以及场控制的RKKY交换，集中在一个稀释的铁磁合金层，并驱动它，虽然它的居里转变。薄铁磁体的这种开/关磁化切换在低场扫描内可重复且完全再现地进行，导致巨磁热效应，在~10 mT的外场下估计等温熵变为-10 mJ/K cm ^3，这大大超过了绝热退磁制冷系统中使用的最佳稀土基材料的性能。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Polymeric precursor and Auto-combustion on the Structural, Microstructural, Magnetic, and Magnetocaloric Properties of La0.8Sr0.2MnO3
本研究分别用Pechini法和自燃烧法合成La0.8Sr0.2MnO3纳米粉体，对比发现前者磁热性能更优，后者热稳定性好，二者均为室温环保磁热应用的潜在候选材料。
2024-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Al-dependent electronic and magnetic properties of YCrO$_3$ with magnetocaloric application: an ab-initio and Monte-Carlo approach
本文通过铝诱导铬酸钇的磁性，展示了从电子效应到磁热效应的理论历程。在GGA+U方案下，用第一性原理计算方法研究了基态电子能带结构和态密度。从能量最小化的角度来看，铁磁结构比反铁磁结构更稳定。分别从平均场理论和密度泛函理论确定了相互作用常数和磁矩。采用Metropolis算法进行蒙特卡罗模拟，确定了临界温度（$T_C$），与实验值基本一致。磁化强度随温度的变化表明，这些材料分别在~136 K、130 K、110 K和75 K发生顺磁-铁磁相变。测定了在不同外加磁场条件下材料的等温熵变（$ΔS_M$）和绝热温度变化（$ΔT_{ad}$）随温度的变化关系，并以此来衡量材料的磁热效率。在$T_C$附近计算的相对冷却功率（RCP）随着Cr浓度的降低从4.7 J/Kg变化到2.5 J/Kg。
2020-07-19 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
Critical behavior and magnetocaloric effect in VI$_3$
层状范德华铁磁体是设计新型自旋电子器件的理想材料。在这里，我们研究了层状范德华VI $_3$单晶中与铁磁转变相关的临界性质和磁热效应。临界指数$β= 0.244(5)$与临界温度$T_c = 50.10(2)$ K和$γ= 1.028(12)$与$T_c = 49.97(5)$ K由修正的Arrott图获得，而$δ= 5.24(2)$由在$T_c = 50$ K下的临界等温线分析获得。磁熵变$-ΔS_M(T,H)$在$T_c$处具有最大值，即，$-ΔS_M^{max} \sim$ 2.64（2.27）J kg $^{-1}$ K $^{-1}$，面外（面内）场变化为5 T。这与根据热容推导出的$-ΔS_M^{max}$ $\sim$ 2.80 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$和对应的绝热温度变化$ΔT_{ad}$ $\sim$ 0.96 K以及5 T的面外场变化一致。临界分析表明，在VI $_3$的铁磁相变位于接近一个三维到二维的临界点。重新缩放的$ΔS_M(T,H)$曲线崩溃到一个通用的曲线，确认二阶类型的磁过渡和可靠性所获得的临界指数。
2019-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Electric field control of magnetocaloric effect in cylindrical MnAs/PZT magnetoelectric composite
本文研究了圆柱形MnAs/PZT磁电复合材料中利用逆压电效应产生准等静压压缩来电场调控磁热效应，实验和有限元计算表明100 V电压可使最大绝热温变增加0.2 K，且弱压力区压电压缩贡献与电压呈线性关系。
2024-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of La0.5Ca0.5-x xMnO3 nanocrystalline manganites by sucrose assisted auto combustion route and study of their structural, magnetic and magnetocaloric properties
采用蔗糖改性自燃烧法制备了高锰酸盐La0.5Ca0.5-xxMnO 3（LCMO）纳米材料。晶体结构的X射线衍射图的Rietveld细化证实了具有Pbnm空间群的单相斜方晶系（No.62）。在LCMO结构中自愿产生Ca空位，以研究它们对系统中磁行为的影响。磁化率被发现是高度增强的样品与Ca-空位。在254 K附近，两种样品都发生了顺磁-铁磁相变。这种转变的特点是，在样品中的钙空位的磁化率的急剧跳跃。在6 T的磁场下，两种化合物的最大熵变分别为2.30 J kg ~（-1）K ~（-1）和2.70 J kg ~（-1）K ~（-1）。间接法计算的磁热绝热温度变化值为5.6 K和5.2 K的非空位和Ca空位化合物，分别为。在这项工作中报道的Ca-空隙La0.5Ca0.5-xxMnO 3（x=0.05）的磁热效应比LCMO的整体增强。制备LCMO材料的技术有利于提高磁热效应和磁行为。因此，我们得出结论，这种成本较低的环境友好系统可以被认为是磁制冷应用的更有利的候选人，然后通常的Gd基化合物。
2019-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Cluster glass behavior and magnetocaloric effect in the hexagonal polymorph of disordered Ce$_2$PdGe$_3$
Gdansk University of Technology（格但斯克理工大学）；A. Chełkowski Institute of Physics, University of Silesia in Katowice（卡托维兹西里西亚大学A.切科夫斯基物理研究所）；Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）
研究六方型Ce₂PdGe₃的团簇玻璃行为及磁卡伦效应，发现其冻结温度为3.44K，与之前描述的四方型不同，且磁熵变达2.6J kg⁻¹K⁻¹。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
