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极低温制冷新机制/2024年度中国科学十大进展之五
赖文胜(吉林镇赉)
低温制冷术开新,固体奇材特性臻。
替代氦三前景阔,顶尖科技喜迎春。
2025年3月30日
【题记】发现自旋超固态巨磁卡效应与极低温制冷新机制。极低温制冷在空间探测、物质科学、量子科技和大科学装置等研究领域被广泛应用,但该技术高度依赖全球极其短缺的氦3资源。为解决该问题,亟需发展无氦3极低温制冷新技术。中国科学院理论物理研究所/中国科学院大学苏刚、李伟,中国科学院物理研究所孙培杰和北京航空航天大学金文涛等,经过长期探索,在钴基三角晶格量子磁性材料中发现了兼具固体和超流体特征的新奇量子物态—自旋超固态,首次在固体物质中发现自旋超固态存在的实验证据。进一步研究发现自旋超固态可引起巨磁卡效应,通过调控磁场获得了94mK(-273.056℃)的极低温,成功实现了亚开温区无氦3极低温固态制冷,开辟了极限制冷新途径。目前,正基于该效应开展新型极低温制冷器件的研制与实际应用探索。 |