Des scientifiques du laboratoire Ames du département de l'Énergie des États-Unis ont découvert une transition magnétoélastique discontinue inconnue auparavant dans un intermétallique de terre rare. Le mécanisme de l'état magnétique changeant du matériau est si inhabituel, il offre de nouvelles possibilités de découverte de matériaux similaires.

Les matériaux qui possèdent des transitions de phase magnétoélastiques sont très recherchés pour un certain nombre de technologies en développement, y compris les systèmes de chauffage et de refroidissement caloriques. Les matériaux qui présentent cette propriété sont rares, et on pense qu'ils sont exclusivement à base de métaux de transition.

Mais le groupe de recherche du laboratoire Ames a découvert qu'un composé de terres rares composé d'europium et d'indium, Eu2In, ont affiché une transition de phase magnétique étonnamment nette accompagnée d'un effet magnétocalorique géant (changement de température) et sans hystérésis.

"C'était un résultat très surprenant et l'un des endroits les moins attendus pour trouver un tel phénomène, " a déclaré Yaroslav Mudryk, un scientifique du laboratoire Ames. "Cela représente donc le premier exemple de ce qui pourrait devenir une nouvelle classe de matériaux."

"La transition de phase magnétique peut s'expliquer par un échange inhabituel d'électrons entre les deux éléments du composé, avec les états électroniques de l'Indium chevauchant ceux de l'Europium, " dit Durga Paudyal, un scientifique du laboratoire Ames.

"Maintenant que nous avons vu ce mécanisme et que nous sommes en mesure d'expliquer comment il fonctionne, nous pouvons utiliser ces connaissances pour rechercher des matériaux similaires mais meilleurs, celui qui peut être utilisé dans des applications futures comme la réfrigération magnétique, " a déclaré Vitalij Pecharsky, Scientifique du laboratoire Ames et professeur émérite de science et d'ingénierie des matériaux à l'Iowa State University.

La recherche est discutée plus en détail dans le document, "Transition de phase de premier ordre non hystérétique avec une grande chaleur latente et un effet magnétocalorique géant à faible champ, " écrit par F. Guillou, A.K. Pathak, D. Paudyal, Y. Mudryk, F. Guillaume, A. Rogalev, et V.K. Pécharski; et publié dans Communication Nature .

Des expériences d'absorption des rayons X et de dichroïsme magnétique circulaire ont été réalisées sur la ligne de lumière ID12 de l'European Synchrotron Radiation Facility, ESRF, La France.