Strukturelle, magnetische und magnetokalorische Eigenschaften von nanokristallinen Gd-Ga-Kompositen

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Die Entwicklung neuartiger Materialeigenschaften erfordert immer kleinere Strukturen, wobei die Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaft entscheidend ist. Besonders im Fokus stehen nanoskristalline Materialien, die in magnetischen Anwendungen bemerkenswerte Eigenschaften zeigen. Durch die Herstellung nanometergroßer magnetischer Partikel konnten bereits innovative Eigenschaften erzielt werden, die sich in verschiedenen Technologien widerspiegeln. Eine vielversprechende Anwendung ist das magnetische Kühlen, das auf dem magnetokalorischen Effekt basiert. Dieser Effekt führt beim Ausschalten eines äußeren Magnetfeldes zu einer Abkühlung des Materials, ist jedoch in herkömmlichen Materialien über 10 K zu gering für die kommerzielle Nutzung. Shull et al. haben gezeigt, dass der magnetokalorische Effekt durch die Bildung nanometergroßer, superparamagnetischer Cluster signifikant gesteigert werden kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, durch Optimierung der Nanostruktur den Effekt weiter zu verstärken. Daher untersucht die vorliegende Arbeit die strukturellen und magnetischen Eigenschaften eines nanostrukturierten Komposites aus magnetischen Partikeln (Gd) in einer nichtmagnetischen Matrix (Ga), um den magnetokalorischen Effekt zu verbessern.