德拜温度在低温下实现大绝热温度变化中的作用：以 $Pr_2In$ 为例的研究

由于一级相变，在 20 $\sim$ 77 K 温度范围内优异的磁熵变（$\Delta S_T$）使 $Pr_2In$ 成为磁制冷氢液化的引人关注候选材料。作为同样重要的磁制冷参数，$Pr_2In$ 与一级相变相关的绝热温度变化（$\Delta T_{ad}$）尚未见报道。本工作中，$Pr_2In$ 的 $\Delta T_{ad}$ 由热容测量获得：2 T 磁场下为 2 K，5 T 磁场下为 4.3 K。尽管展现出不如其显著 $\Delta S_T$ 那般出色的 $\Delta T_{ad}$，$Pr_2In$ 表现出约 110 K 的异常低德拜温度（$T_D$）。基于这两项观察，我们发展了结合平均场与德拜模型的方法来研究 $\Delta T_{ad}$ 与 $T_D$ 的关联。揭示了 $T_D$ 在实现大 $\Delta T_{ad}$ 中的作用：具有更高 $T_D$ 的材料往往呈现更大的 $\Delta T_{ad}$，尤其在低温区间。该发现解释了 $Pr_2In$ 中杰出 $\Delta T_{ad}$ 的缺失，并可作为设计或搜索同时具有大 $\Delta S_T$ 与 $\Delta T_{ad}$ 材料的工具。