交换受阻 GdCrTiO5 反铁磁体中的巨磁热效应

我们报道了交换受阻对 GdCrTiO$_5$ 化合物磁热性质的影响。由于磁相互作用的高度交换受阻性质，在 GdCrTiO$_5$ 中，长程反铁磁有序发生在低得多的温度 $T_N$=0.9 K，并且相对于若干几何受阻系统观测到的磁冷却功率显著增强。在 5 K 以下，对于场变（$\Delta H$）为 7 T，等温磁熵变（-$\Delta S_{\rm m}$）为 36 J kg$^{-1}$ K$^{-1}$。此外，-$\Delta S_{\rm m}$ 在温度降至极低温度时并未从其最大值减小，并且本质上是可逆的。绝热温度变化 $\Delta T_{\rm ad}$ 在 $\Delta H$=7 T 时为 15 K。这些磁热参数明显大于若干潜在磁制冷介质所报道的值，即使在较小和中等场变下也是如此。本研究不仅表明 GdCrTiO$_5$ 可被视为低温下的潜在磁制冷剂，而且促进了对交换受阻在磁热效应中作用的进一步研究。相比之下，先前仅理论上报道了几何受阻对磁热效应的作用，并在极少数体系上进行了实验研究。