巨磁卡效应通常是由场致一级磁转变产生的。但一级磁转变会发生磁滞和热滞而不利于应用。反铁磁材料在一级磁转变过程中具有较小磁滞和热滞,因而在反铁磁材料中寻找具有巨磁卡效应的材料是磁制冷研究的一个新方向。本文工作研究了反铁磁材料β-Co(OH)2纳米颗粒中的磁卡效应以及相关的磁相转变。单相的β-Co(OH)2米颗粒是用溶胶-凝胶方法制得的。研究发现在外场作用下,磁卡效应的符号发生变化,这是因为在奈尔温度以下,β-Co(OH)2纳米颗粒会发生从反铁磁到铁磁态的场致转变,从而产生巨大的可逆磁卡效应。在温度为15K,外场为7 T的情况下,巨大的可逆磁熵变达到20.9J/kg K,这表明在低温范围内β-Co(OH)2有可能作为磁卡材料进行应用。

Temperature dependence of the magnetic susceptibility and the inverse magnetic susceptibility of β-Co(OH)2 measured at an applied magnetic field of 0.01 T.