金属偶极磁体EuCo2Al9中自旋超固态及其巨磁卡效应

屈哲

中国科学院合肥物质科学研究院

摘要：自旋超固态作为一种兼具长程有序与超流特性的新奇量子物态，在极低温下展现出显著的低能涨落以及熵效应，已成为亚开尔文温区固态制冷的重要候选体系。然而，由于严格的先决条件限制，此前该物态仅在绝缘性量子磁体（如Na₂BaCo(PO₄)₂、K₂Co(SeO₃)₂等）中得到确认。本研究中，我们在具有Eu²⁺离子堆叠三角层结构的三维晶格金属性稀土合金EuCo₂Al₉（ECA）中发现了自旋超固态的存在，其自旋超固态的稳定性源于Ruderman–Kittel–Kasuya–Yosida（RKKY）相互作用与偶极相互作用协同的新机制。ECA在相变点附近表现出巨大的磁热效应，其Grüneisen参数出现显著异常，通过绝热去磁过程实现了低至106 mK的极低温冷却。尤其重要的是，ECA在极低温下同时展现出卓越的导热性能，热导率比其他磁制冷材料高出50到100倍。兼具超高导热性、大磁熵变与优异低温冷却能力的金属自旋超固态材料展现出其在高性能亚开温区制冷应用中的巨大潜力，为极低温量子技术提供了新材料平台。

报告人简介：屈哲，中科院合肥物质科学研究院强磁场中心研究员，中国科学技术大学博士生导师。现任中国科学院合肥物质科学研究院副院长、安徽省低功耗量子材料与器件重点实验室副主任。先后入选中科院青促会会员、中科院青年团队成员、中科院特聘研究员、安徽省杰青。主要从事强磁场下物性测量技术研发和量子磁性研究，曾参与稳态强磁场大科学工程实验测试系统建设，完成水冷磁体上低温物性测试系统的设计和建设任务。作为项目负责人先后主持国家重点研发计划项目1项、国家自然科学基金项目5项、中科院科研仪器研制项目1项、安徽省重大专项项目1项等。在Nature、Nat. Commun.、ACS Nano、Science Bulletin等发表论文一百余篇，受邀在Rep. Prog. Phys.上发表综述，授权国家发明专利6件。