新型LaFeSi巨磁熱效應材料的發(fā)現和機理研究
摘要
與普通氣體制冷相比，以磁熱效應為基礎發(fā)展起來(lái)的磁制冷技術(shù)，具有綠色環(huán)保、高效節能等優(yōu)點(diǎn)。高效磁熱效應材料的研究不僅涉及一系列重要的物理問(wèn)題，也是關(guān)系國家能源戰略的需求及可持續發(fā)展。探索高效的大磁熱效應材料是幾十年來(lái)國際上材料研究的重要課題之一。沈保根、胡鳳霞、孫繼榮等人系統研究了稀土-過(guò)渡族金屬間化合物的結構、磁性和磁熱效應，發(fā)現了具有巨大磁熱效應的一級相變低硅含量鑭鐵硅化合物，室溫磁熵變值超過(guò)傳統材料稀土釓的兩倍，證明了巨磁熱效應來(lái)源于與之相伴的晶格負熱膨脹和巡游電子變磁轉變行為，成為國際上磁熱效應研究的新方向。他們還從理論和實(shí)驗上研究了麥克斯韋關(guān)系用于一級相變體系熵變值的確定方法，指出了之前Nat. Mater.、Phys. Rev. Lett. 等雜志上有關(guān)論文報道超大磁熵變的錯誤，給出了相分離體系磁熵變的確定方法。鑭鐵硅巨磁熱效應材料的發(fā)現為制冷技術(shù)的應用和發(fā)展提供了理論與技術(shù)支持。
沈保根，男，1952年9月生于浙江平湖。1976年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢業(yè)，并加入中國科學(xué)院物理研究所工作至今，期間于1986-1988年作為洪堡訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者在徳國魯爾大學(xué)工作，1995年在荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)作訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者。曾任中國科學(xué)院物理研究所黨委書(shū)記，中國科學(xué)院副秘書(shū)長(cháng)、學(xué)部主席團執委會(huì )秘書(shū)長(cháng)等?，F任中國科學(xué)院物理研究所研究員，磁學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任，中國物理學(xué)會(huì )磁學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )主任，《Chinese Physics B》、《物理學(xué)報》和《Rare Metals》雜志副主編等。2011年當選中國科學(xué)院院士，2013年當選發(fā)展中國家科學(xué)院（TWAS）院士，第十二屆全國政協(xié)委員。
他長(cháng)期從事磁學(xué)和磁性材料的研究工作，發(fā)表學(xué)術(shù)論文390余篇，獲國家授權發(fā)明專(zhuān)利30多件。培養博士研究生30余名。他是國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，國家“973”項目首席科學(xué)家。獲香港求是科技基金會(huì )“杰出青年學(xué)者獎”，中國物理學(xué)會(huì )葉企孫物理獎，省部級自然科學(xué)或科技進(jìn)步獎二等獎5項，北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎2項，國家自然科學(xué)獎二等獎1項，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎等。
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胡鳳霞，1965年9月生于河北省東光縣。1985年河北師范大學(xué)物理系本科畢業(yè)，1991年7月在首都師范大學(xué)獲碩士學(xué)位，2002年在中國科學(xué)院物理研究所獲理學(xué)博士學(xué)位。2002-2006年在香港大學(xué)物理系做博士后。2006年作為“小百人”到中國科學(xué)院物理研究所磁學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室工作，2008年晉升為研究員，現任課題組長(cháng)。研究領(lǐng)域是實(shí)驗凝聚態(tài)物理。主要從事金屬間化合物的結構、磁性、磁熱效應以及鈣鈦礦錳氧化物薄膜體系磁性和電輸運性質(zhì)的研究。自2000年至今發(fā)表學(xué)術(shù)論文120余篇，引用超過(guò)2700次。獲2012年度國家自然科學(xué)二等獎和2010年度北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
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孫繼榮，中科院物理所研究員。1957年10月生于黑龍江省肇州縣，1982年本科畢業(yè)于吉林大學(xué)物理系，1989年獲中國科學(xué)院物理研究所博士學(xué)位，1999年晉升為研究員。長(cháng)期從事磁學(xué)以及磁性材料、氧化物磁電子學(xué)研究。先后承擔科技部、國家基金委等多項重點(diǎn)、重大項目。參與發(fā)現了新型大磁熱效應鑭鐵硅系金屬間化合物，解決了磁熱效應確定過(guò)程中涉及的基礎科學(xué)問(wèn)題；揭示了強電-磁關(guān)聯(lián)奇異物性和相分離的關(guān)聯(lián);獲得了整流特性可以磁場(chǎng)調控的新型氧化物異質(zhì)結。在國內外重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文320余篇，他人引用3500余次。他是2002年度國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。獲北京市科學(xué)技術(shù)一等獎和國家自然科學(xué)獎二等獎。