稀土离子掺杂对GdCrO3正交铬酸盐的结构、磁性与磁热效应调控及其低温磁制冷应用研究

来自多机构的研究团队针对低温磁制冷材料性能优化需求，开展了Gd0.5R0.5CrO3(R=Dy,Ho,Er)正交铬酸盐的结构与磁热效应研究。通过X射线衍射与磁性能测试，发现材料在7.5K下最高磁熵变(?ΔS)达28.79J/kg·K（R=Dy），相对制冷功率(RCP)超600J/kg，证实其在低温磁制冷领域具应用潜力。

　　

研究团队对钆基正交铬酸盐Gd_0.5R_0.5CrO₃（R=镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)）开展了系统性研究，通过X射线衍射(X-ray diffraction)验证材料相纯度，并测定其奈尔转变温度(Néel transition temperature)随稀土离子变化呈规律性递减：R=Dy时154K，R=Ho时149K，R=Er时144K。值得注意的是，Gd_0.5Dy_0.5CrO₃在0.01T磁场下表现出磁化反转行为(magnetization reversal)。在8T强磁场和7.5K低温条件下，三种化合物的最大磁熵变(?ΔS)分别达到28.79、27.56和26.78J/kg·K，相应相对制冷功率(relative cooling power, RCP)值为604.15、605.82和597.73J/kg。这些发现表明该类材料在低温磁制冷(cryogenic magnetic refrigeration)技术中具有重要应用价值。