蜂窝晶格螺旋自旋液体候选材料中的巨磁热效应

与缺乏简并度的传统磁态不同，螺旋自旋液体（SSL）在简并的螺旋构型间涨落，其基态波矢在倒空间中形成连续的轮廓或表面。在低温下，从极化铁磁态到场致交叉进入SSL态会导致巨大的熵增和降温现象，表明其在磁制冷方面的潜力。然而，利用SSL进行磁制冷的研究尚未见报道。在此，我们研究了自旋为7/2的蜂窝晶格SSL候选材料——单晶GdZnPO的磁热效应和制冷性能，实验条件为垂直于蜂窝平面的外加磁场$H$ $<$ $H_\mathrm{c}$ ($\mu_0H_\mathrm{c}$ $\sim$ 12 T)且温度低于交叉温度(~2 K)。当$H$ $\geq$ $H_\mathrm{c}$时，GdZnPO进入极化的非简并铁磁态。我们的结果表明，GdZnPO在$H_\mathrm{c}$附近展现出巨大的低温磁热效应，超越了其他磁热材料。这种巨磁热效应可以通过GdZnPO的阻挫蜂窝自旋模型得到很好的解释，表明SSL在$H_\mathrm{c}$以下直至极低温度都是稳定的。此外，其磁制冷性能在至少高达4.5 K的温度下仍保持稳健，通过在窄范围内循环施加磁场，GdZnPO有望成为实现低至~36 mK磁制冷的候选材料。