直接亚开尔文磁热冷却与双钙钛矿Gd2CuTiO6中的相关顺磁现象 曹亚鲁， 刘新阳， 王永林， 苏成， 胡志星， 向俊森， 金文涛

《Applied Sciences》：Direct Sub-Kelvin Magnetocaloric Cooling and Correlated Paramagnetism in Double Perovskite Gd2CuTiO6 Yalu Cao, Xinyang Liu, Yonglin Wang, Cheng Su, Zhixing Hu, Junsen Xiang and Wentao Jin

准绝热去磁研究表明Gd2CuTiO6（GCTO）在1.8K以上无长程铁磁有序，反铁磁相互作用主导，通过9T磁场实现289.2mK超低温冷却，热稳定性达数十分钟。

　　

摘要

绝热退磁制冷（ADR）作为一种有效的方法，已受到广泛关注，因为它能够实现基础物理学和量子技术所需的超低温。在这里，我们通过准绝热退磁测量直接表征了基于稀土的双钙钛矿氧化物Gd₂CuTiO₆（GCTO）的低温磁热性能。磁化测量结果显示，在1.8 K以上没有长程磁转变，并表明其主要表现为反铁磁（AFM）相互作用，这与之前报道的反铁磁有序温度??N ≈15 K一致。值得注意的是，1.8 K时的等温磁化???(??)与理想的单离子布里渊响应有所不同，更适合用Gd子晶格的分子场修正来描述，这表明在??N以下仍存在相关顺磁性。与以往通过热力学估算推断冷却性能的研究不同，我们通过准绝热测量直接验证了GCTO实现亚开尔文冷却的可能性。在从??0～2 K开始的准ADR过程中，4 T、6 T和9 T的退磁场分别获得了最低温度??min =761、452.4 mK和289.2 mK，远低于??N。在完全移除磁场后，样品温度至少在几十分钟内保持高度稳定，显示出在准绝热条件下的良好保持时间。此外，???(??)曲线显示出约??c～1 T的特征场尺度，这意味着磁场诱导了低温磁熵结构的变化，这对退磁过程中的冷却行为具有重要意义。这些结果凸显了GCTO作为亚开尔文ADR应用中一种有前景的磁制冷剂的潜力，并强调了相关磁性在优化低温磁热性能中的作用。