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低至 monolayer 极限的磁体中的巨磁热效应

材料科学 2023-03-29 v1

摘要

二维磁体可能革新信息技术,但其在冷却技术中的应用以及低至monolayer极限的磁热效应(MCE)仍未被探索。本文中,我们通过多尺度计算揭示了monolayer磁体(如CrX3_3(X=F, Cl, Br, I)、CrAX(A=O, S, Se;X=F, Cl, Br, I)和Fe3_3GeTe2_2)中巨MCE的存在及其应变可调性。在5 T磁场下,monolayer CrF3_3的最大绝热温度变化(ΔTadmax\Delta T_\text{ad}^\text{max})、最大等温磁熵变和比冷却功率分别高达11 K、35 μ\muJm2^{-2}K1^{-1}和3.5 nWcm2^{-2}。2%双轴和5% aa轴单轴压缩应变可分别使CrCl3_3和CrOF的ΔTadmax\Delta T_\text{ad}^\text{max}显著提升230%和37%(分别达15.3和6.0 K)。研究发现,单位面积大净磁矩有利于改善MCE。这些发现提出了巨MCE monolayer磁体,为纳米尺度磁制冷开辟了新机遇。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.15722,
  title  = {Giant magnetocaloric effect in magnets down to the monolayer limit},
  author = {Weiwei He and Yan Yin and Qihua Gong and Richard F. L. Evans and Oliver Gutfleisch and Baixiang Xu and Min Yi and Wanlin Guo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.15722},
  year   = {2023}
}