反铁磁超导体RNi2B2C体系中大磁熵变行为和相关物理特性的研究

本课题拟采用元素替代和掺杂的手段对超导和磁有序共存的稀土镍硼碳RNi2B2C（R = Dy, Ho and Er）系列金属间化合物进行实验研究。探讨元素替代和掺杂对样品的晶体结构、超导电性、磁特性和磁熵效应等相关物理的影响，总结绘制出超导转变温度和磁转变温度随掺杂量的相图。研究超导相变、磁相变和磁热效应之间的关联，从磁熵变行为的角度探讨该类磁性超导体中磁有序和超导共存及其相互竞争的微观机理。探索发现新型磁制冷材料，研究掺杂和替代对该体系材料中磁/热滞后的影响，探索克服和改善材料的磁/热滞的方法，以期在该体系中得到一系列具有潜在应用前景的磁制冷材料；深入研究磁性材料的宏观物性与微观电子结构间的内在关联，结合相关理论阐明该体系大磁熵变产生的机理，为获得新型优异大磁熵变材料提供实验和理论依据。

稀土镍硼碳RNi2B2C系列化合物因其具有超导和磁有序共存等丰富的物理的现象引起了物理学家和材料学家的极大关注和兴趣。本课题按照研究计划顺利进行，通过元素替代和掺杂的手段对Dy1-xHoxNi2B2C、RNi2B2C (R = Dy, Ho, and Er)、Dy(Ni1−xMx)2B2C (M = Fe, Co, and Cr) 等体系的超导电性、磁特性和磁热效应进行了系统的研究，结合相关理论对实验结果进行了分析和讨论。另外在本课题的支持下对一些稀土基金属间化合物材料的磁性和磁热效应的研究，在部分材料中发现巨磁热效应，在低温磁制冷领域有潜在的应用前景。该研究不仅为探索新型磁致冷材料拓宽了研究领域，而且为理解磁性超导体RNi2B2C超导有序和磁有序共存和竞争的内在机理的理解以及在新型磁致冷材料的发现方便提供了新的实验数据和依据。