Se descubre un efecto magnetocalórico criogénico récord en el compuesto EuCl2

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• La termodinámica

Sus antecedentes:

• La refrigeración por desmagnetización adiabática (ADR) utiliza el efecto magnetocalórico (MCE) para aplicaciones criogénicas.
• Los refrigerantes magnéticos existentes muestran un cambio de entropía magnética (ΔSM) muy por debajo de los máximos teóricos.
• La optimización del MCE es crucial para el avance de la tecnología ADR.

Objetivo del estudio:

• Investigar las propiedades magnetocalóricas del EuCl2 ortorrómbico.
• Explorar el EuCl2 como refrigerante criogénico potencial de alto rendimiento.
• Para lograr un cambio de entropía magnética que se acerque a los límites teóricos.

Principales métodos:

• Combinación de cálculos ab initio con el análisis de la función de Brillouin.
• Mediciones magnéticas realizadas para determinar las propiedades magnéticas.
• Realizó experimentos directos de desmagnetización casi adiabática.

Principales resultados:

• Demostró un estado básico ferromagnético en EuCl2 con un excelente comportamiento de iones individuales.
• Logró un cambio de entropía magnética (ΔSM) récord de ~ 74.6 J·kg−1·K−1 a 1.8 K y 5 T, alcanzando el 96% del límite teórico.
• Se registró el ΔSM más alto de ~ 36.8 J·kg−1·K−1 a 1 T y se mantuvieron temperaturas sub-Kelvin (~ 346 mK) durante un período prolongado.

Conclusiones:

• El EuCl2 ortorrómbico exhibe un efecto magnetocalórico gigante que supera a los materiales existentes.
• El rendimiento de EuCl2 lo posiciona como un material muy atractivo para la refrigeración criogénica.
• La capacidad del material para mantener temperaturas inferiores a Kelvin ofrece ventajas significativas para la ADR.