2021年度江西省自然科学奖一等奖

磁性合金相变调控机制及其新奇物理效应

主要完成人及所在单位：马胜灿（江西理工大学）、钟震晨（江西理工大学）

    项目针对当今大多材料磁热效应（磁熵变和绝热温变）仍然很小，制冷温区窄、热滞/磁滞大、临界场高、制备成本高和力学性能
差等关键科学难题，展开了提升和优化材料磁热性能的基础理论研究，取得了多项原创性成果。
     1、探明了新机制：充分考虑价电子浓度、化学成键等因素与相变温度的依存关系，构造合适化学成分，建立磁结构耦合相变调控
模型，对多个合金体系实现了一级磁相变，增大了相变前后的磁化强度差，获得了高达金属钆2-5倍的磁熵变峰值。
获IEEE会士O.Gutfleisch教授、V.Franco教授等正面评价。
     2、开辟了新途径：采用高压退火、熔体快淬、熔体喷铸、退火热处理等优化了磁热性能，获得~67K的Ni-Mn-X合金迄今最大的
制冷温区，发现了特殊相变下磁电阻的新奇物理性质。提出压力增强磁弹耦合，阐释了Ga-free的Ni-Mn-X合金中间相变发生的
物理机制，获得了实现一级磁相变的原理创新。获中科院沈保根院士正面评价。
     3、发展了新理念：逆向思维设计化学成分，对MnCoGe合金，增大价电子浓度；对MnNiGe合金，用非磁主族元素取代磁性过渡
族元素，均实现了低磁场驱动变磁性马氏体相变，临界场已降到文献中的近1/7，阐明了Mn磁矩不稳定性是实现磁驱相变的关键机制。
被制冷领域领跑专家E.Brück教授正面评价。
    成果推进了室温磁制冷技术的发展，启迪了相变合金在自旋电子学等新兴领域的研究。