SCMs|RE6Co2Ga低温磁制冷材料的一级相变和二级相变

具有正交Ho₆Co₂Ga型晶体结构的富稀土金属间化合物因其具备独特的磁性能而被关注，但它们的磁有序、磁相变类型以及磁热性能尚未见系统报道。

近日，上海大学张义坤副教授和塞维利亚大学Jia-Yan Law博士等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过对RE₆Co₂Ga化合物中的稀土元素类型的调控，实现了材料相变类型从反铁磁(AF)到顺磁(PM)的变磁调控为铁磁(FM)到顺磁(PM)的转变。

此外，通过实验观察结合密度泛函理论(DFT)计算证明了Gd₆Co₂Ga的基态为铁磁态。利用磁热效应的场依赖性关系结合Banerjee准则的判断标准研究表明，Ho₆Co₂Ga和Dy₆Co₂Ga同时具备二级相变和一级相变特征，而在Gd₆Co₂Ga中只存在二级相变。在0–5 T的磁场变化下，Ho₆Co₂Ga和Gd₆Co₂Ga的磁熵变分别在26和75 K附近达到最大值10.1和9.1 J kg⁻¹ K⁻¹，而这两个温度分别接近于H₂液化和N₂液化温度。

图1  在0–5 T的磁场变化下，xHo₆Co₂Ga和(1−x)Gd₆Co₂Ga的磁熵变的温度依赖性。

优异的磁热性能使得RE₆Co₂Ga体系在低温磁制冷领域具有潜在的应用前景。

文章信息

Guo, D., Moreno-Ramírez, L.M., Romero-Muñiz, C. et al. First- and second-order phase transitions in RE₆Co₂Ga (RE = Ho, Dy or Gd) cryogenic magnetocaloric materials. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1711-5

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