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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型極低溫磁制冷材料
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型極低溫磁制冷材料 近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員李昺、中國科學(xué)院物理研究所副研究員項俊森等發(fā)現(xiàn)新型極低溫磁制冷材料——鐵磁性NH4GdF4。該研究預(yù)示著鐵磁性材料是一條行之有效的極低溫磁制冷技術(shù)路線。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》。 極低溫制冷技術(shù)在量子計算和空間探測等高技術(shù)領(lǐng)域以及基礎(chǔ)物理研究領(lǐng)域均起到了不可替代的重要作用。目前，極低溫制冷技術(shù)主要有3He吸附制冷、3He/4He 稀釋制冷和絕熱退磁制冷。當(dāng)前，全球范圍內(nèi)3He資源的極具短缺為極低溫磁制冷技術(shù)的發(fā)展帶來全新的機(jī)遇。雖然以鎵酸釓石榴石晶體Gd?Ga?O??（GGG）為代表的一系列極低溫磁制冷材料均已實現(xiàn)應(yīng)用，但是其反鐵磁基態(tài)的物理本質(zhì)決定了必須依賴超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的高磁場。超導(dǎo)磁體體積大且磁屏蔽系統(tǒng)極為復(fù)雜，為空間應(yīng)用帶來了諸多挑戰(zhàn)。 針對上述問題，科研人員一直致力于研制超低磁場驅(qū)動的磁制冷新材料。前期研究中，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了4 K溫區(qū)的鐵磁性LiHoF4晶體，5 kOe磁場下磁熵變高達(dá) 16.7 J kg-1K-1。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊 又發(fā)現(xiàn)了極低溫溫區(qū)鐵磁性NH4GdF4，其各項性能大幅超越GGG，為緊湊型、輕量化極低溫磁制冷系統(tǒng)研發(fā)奠定了材料基礎(chǔ)。NH4GdF4在 Tc = 0.85 K發(fā)生鐵磁性轉(zhuǎn)變，鐵磁態(tài)具有大磁矩和低磁晶各向異性，小磁場下可磁化飽和。 研究表明NH4GdF4可取代GGG成為極低溫溫區(qū)磁制冷的新材料，能夠大幅降低制冷系統(tǒng)的體積和重量。（來源：中國科學(xué)報 孫丹寧） 相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c10979 |
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