Forskare vid U.S. Department of Energy's Ames Laboratory har upptäckt en tidigare okänd diskontinuerlig magnetoelastisk övergång i en sällsynt jordartsmetall. Mekanismen för materialets föränderliga magnetiska tillstånd är så ovanlig, det ger nya möjligheter för upptäckt av liknande material.
Material som har magnetoelastiska fasövergångar är mycket eftertraktade för ett antal utvecklande tekniker, inklusive kalorivärme- och kylsystem. Material som visar den här egenskapen är sällsynta, och tros vara uteslutande övergångsmetallbaserade.
Men forskargruppen Ames Laboratory fann att en sällsynt jordartsmassa gjord av Europium och Indium, Eu2In, visade en uppseendeväckande skarp magnetisk fasövergång åtföljd av en jätte magnetokalorisk effekt (temperaturförändring) och ingen hysteres.
"Detta var ett mycket överraskande resultat och en av de minst förväntade platserna att hitta ett sådant fenomen, "sa Yaroslav Mudryk, en forskare från Ames Laboratory. "Så det här är det första exemplet på vad som potentiellt kan bli en ny klass av material."
"Den magnetiska fasövergången kan förklaras av ett ovanligt utbyte av elektroner mellan de två elementen i föreningen, med elektroniska indiumstater som överlappar med Europium, " sa Durga Paudyal, en forskare från Ames Laboratory.
"Nu när vi har sett denna mekanism och kan förklara hur den fungerar, vi kan använda denna kunskap för att leta efter liknande men bättre material, en som kan användas i framtida tillämpningar som magnetisk kylning, "sa Vitalij Pecharsky, Ames Laboratory forskare och framstående professor i materialvetenskap och teknik vid Iowa State University.
Forskningen diskuteras vidare i tidningen, "Icke-hysterisk första ordnings fasövergång med stor latent värme och gigantisk lågfält magnetokalorisk effekt, "författad av F. Guillou, A.K. Pathak, Paudyal, Y. Mudryk, F. Wilhelm, A. Rogalev, och V.K. Pecharsky; och publicerad i Naturkommunikation .
Röntgenabsorption och magnetiska cirkulära dikroismförsök utfördes vid ID12-strålen i European Synchrotron Radiation Facility, ESRF, Frankrike.
