Ett forskarlag har hittat en ny typ av jättelikt barokaloriskt (BC) material (hexagonala sulfider) och upptäckt en viktig roll för elektroner för att öka den totala entropiförändringen som drivs av hydrostatiskt tryck.

Detta team leddes av prof. Tong Peng från Institute of Solid State Physics, Hefei Institutes of Physical Science, tillsammans med Prof. Li Bing från Institute of Metal Research vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) och Prof. Zhong Guohua från Shenzhen Institutes of Advanced Technology of CAS.

I dessa sulfider Ni _1-x Fe _x S, laget observerade en gigantisk entropiförändring vid rumstemperatur inducerad av tryck. Till exempel, en entropiförändring på cirka 50 J kg ^-1 K ^-1 och en temperaturförändring på ~10 K kan utlösas av ett litet tryck på 100 MPa. En sådan hög BC-prestanda rankar de nuvarande sulfiderna bland de gigantiska BC-materialen.

Baserat på teoretiska beräkningar och analys av lågtemperaturspecifik värme, de visade en drastisk elektronisk strukturell modifiering och följaktligen en stor elektronisk entropiförändring under tryck, vilket anmärkningsvärt underlättar den totala BC-effekten.

Mer viktigt, vid fasövergångstemperaturen, den termiska konduktiviteten nådde 12 Wm ^-1 K ^-1 , vilket är överlägset värdena för andra BC-material.

Det är två storleksordningar större än (0,12 W m ^-1 K ^-1 ) av neopentylglykol, som uppvisar den starkaste BC-effekten hittills. Hög värmeledningsförmåga betyder hög värmeöverföringsfrekvens, vilket bidrar till att erhålla hög driftfrekvens och kyleffekttäthet.

Därför, den utmärkta BC-prestandan tillsammans med överlägsen värmeledningsförmåga tyder på att de nuvarande materialen är lovande köldmediekandidater för fast tillståndskylning.