RE6Co2Ga低温磁制冷材料的一级相变和二级相变

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−1K−1，而这两个温度分别接近于H2液化和N2液化温度。

图 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。