三角晶格磁体 GdBO3 中的量子涨落增强的亚毫开尔文磁制冷
强关联电子
2025-04-14 v1
摘要
稀土基三角晶格反磁性体，具有强量子涨落和弱磁相互作用，往往能够保持至极低温度的大磁熵，因而是磁制冷于超低温的优良材料。这些材料因增强的自旋涨落（尤其是在量子临界点附近）而表现出显著的磁热效应（MCE），导致磁熵发生显著变化。本研究报道了一种基于 Gd 离子的三角晶格材料 GdBO3 的晶体生长、结构、磁性及 MCE。该材料具有较大的自旋量子数（S = 7/2）。在零场比热测量中观察到一系列相变（T1 = 0.52 K, T2 = 0.88 K, 和 T3 = 1.77 K）。此外，在外部磁场下进行热力学分析，确定 GdBO3 存在五个明确的相区域和三个量子临界点。由于其广泛的比热特征以及高密度的磁性 Gd3+ 离子，我们在定制设计的 GdBO3 基 adiabatic demagnetization refrigerator（adiabatic demagnetization refrigerator）中实现了近场-induced 量子临界点的最小温度 50 mK。我们的发现揭示了 2 K 以下的显著量子涨落，表明 GdBO3 在毫开尔文级磁制冷应用中具有潜力。
引用
@article{arxiv.2504.08636,
title = {Quantum Fluctuation-enhanced Milli-Kelvin Magnetic Refrigeration in Triangular Lattice Magnet GdBO3},
author = {Weijie Lin and Nan Zhao and Zhaoyi Li and Weiran An and Ruixin Guo and Jianqiao Wang and Changzhao Pan and Bo Wen and Jieming Sheng and Liusuo Wu and Shu Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08636},
year = {2025}
}