Adiabatic demagnetization cooling well below the magnetic ordering temperature in the triangular antiferromagnet KBaGd(BO)

三角格子反強磁性体KBaGd(BO)の磁気転移温度以下における断熱消磁冷却

Jesche, A.*; Winterhalter-Stocker, N.*; Hirschberger, F.*; Bellon, A.*; Bachus, S.*; 常盤 欣文  ; Tsirlin, A. A.*; Gegenwart, P.*

Jesche, A.*; Winterhalter-Stocker, N.*; Hirschberger, F.*; Bellon, A.*; Bachus, S.*; Tokiwa, Yoshifumi; Tsirlin, A. A.*; Gegenwart, P.*

スピン-1/2三角反強磁性体KBaGd(BO)の結晶構造、熱力学特性、断熱減磁冷凍(ADR)効果を報告する。最近隣交換相互作用が44mKであるこの化合物は、ゼロ磁場で=263mKの磁気秩序を示す。ADRテストは、の2倍以上低い=122mKの温度に達し、PPMSセットアップでは192mJ K cmのエントロピー蓄積容量と8時間以上の保持時間を実現した。スピン- Ybアナログと比較して改善された。我々は、KBaGd(BO)は交換結合と双極子結合のバランスの取れた相互作用を示し、構造的ランダム性と幾何学的フラストレーションとともにを秩序温度よりもかなり低い位置にシフトさせ、したがって冷却を促進すると主張する。

Crystal structure, thermodynamic properties, and adiabatic demagnetization refrigeration (ADR) effect in the spin-1/2 triangular antiferromagnet KBaGd(BO) are reported. With the average nearest-neighbor exchange coupling of 44 mK, this compound shows magnetic order below = 263 mK in zero field. The ADR tests reach the temperature of = 122 mK, more than twice lower than , along with the entropy storage capacity of 192 mJ K cm and the hold time of more than 8 h in the PPMS setup, both significantly improved compared to the spin- Yb analog. We argue that KBaGd(BO) shows a balanced interplay of exchange and dipolar couplings that together with structural randomness and geometrical frustration shift to well below the ordering temperature , therefore facilitating the cooling.