近日，物理与材料工程学院与安徽大学联合培养的硕士研究生曹冰菲同学与我院本科生组成的学生科研团队，针对Y型六角铁氧体的磁热效应与磁制冷性能开展研究并取得重大进展，相关成果发表在《Materials Today Physics》（中科院一区，IF = 10.0），论文题目为“Inverse and conventional dual magnetocaloric effects in Ni substituted Y-type Sr₂Zn_2-xNi_xFe₁₂O₂₂ hexaferrites”。曹冰菲同学为本论文的第一作者，物理与材料工程学院新能源材料与器件专业的吴耀东、訾振发老师为本论文的共同通讯作者，合肥师范学院物理与材料工程学院为唯一通讯单位。

以磁热效应为基础的磁制冷技术相较于传统气体压缩技术，具有节能、环保等优点。当前，磁制冷技术除了应用在民用领域，在航空航天、大科学装置、军工领域也展现出极大的应用前景，后者则要求所使用的磁制冷工质需要具备宽温域工作、散热好等克服综合极端条件的优良性能。

本论文发现并报道的Ni离子掺杂的Y型六角铁氧体Sr₂Zn_2-xNi_xFe₁₂O₂₂系列材料，在极宽的工作温区（10-400 K）同时存在符号相反的变磁场磁熵变（磁热效应）。在近室温区，随着Ni离子的掺杂浓度的增大，Sr₂Zn_2-xNi_xFe₁₂O₂₂的传统磁熵变（-ΔS_M>0）随温度变化的曲线逐渐从“平台形”转变为“尖峰形”，“平台形”磁热效应可用于埃里克森磁制冷循环。而在低温区（T<100K），Sr₂Zn_2-xNi_xFe₁₂O₂₂存在突出的正值磁熵变（-ΔS_M<0），此实验现象可解决磁制冷过程中的散热难题。本论文研究结果表明，Ni离子掺杂的Y型六角铁氧体Sr₂Zn_2-xNi_xFe₁₂O₂₂材料在宽温域、埃里克森磁制冷循环、磁制冷过程散热中均具备良好的工作性能，是一种具有极大应用前景的多功能磁制冷材料。

近年来，物理与材料工程学院依托“材料科学与工程”重点学科和“新能源材料与器件”省级一流本科专业平台，充分发挥“功能磁性材料与技术应用”科研创新团队科研优势，通过“学生成长导师制”构建教师和学生科研教学互动平台。本论文的发表是物理与材料工程学院坚持“科研促进教学”创新型人才培养模式并取得阶段性成效的一次有力证明。

本论文工作得到了国家自然科学基金（12104123，22262013，U1632161）、安徽省教育厅项目（2023AH010048，gxbjZD2022050，YQZD2023067，2024AH030046），中国博士后科学基金面上项目（2023M743543）和合肥师范学院横向课题（HXXM2022122，HXXM2024016，HXXM2024017）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2024.101559