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

Die Entwicklung neuartiger bzw. verbesserter Materialeigenschaften geht mit immer kleiner werdenden Strukturen einher. Hierbei spielen vor allem die Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaft eines Materials eine entscheidende Rolle. Bei der Untersuchung solcher Zusammenhänge stehen derzeit vor allem nanoskristalline Materialien im Blickpunkt des Interesses. Insbesondere auf dem Gebiet magnetischer Anwendungen konnten bereits neuartige Eigenschaften durch die Herstellung nanometergroßer, magnetischer Partikel erreicht werden, die sich in einer Reihe technologischer Produkte widerspiegeln. Eine weitere Anwendung, die unter Umständen durch eine spezielle Nanostruktur verbessert werden kann, ist das magnetische Kühlen. Der zugrundeliegende magnetokalorische Effekt bewirkt beim Ausschalten eines äußeren, Magnetfeldes ein Abkühlen des Materials. Jedoch ist dieser Effekt in herkömmlichen Materialien bei Temperaturen oberhalb 10 K zu klein für eine kommerzielle Nutzung. Shull et. al. haben hingegen gezeigt, dass der magnetokalorische Effekt durch Bildung nanometergroßer, superparamagnetischer Cluster stark erhöht werden kann. Dies lässt hoffen, dass durch Optimierung der zugrundeliegenden Nanostruktur der magnetokalorische Effekt weiter verstärkt werden kann. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Arbeit die strukturellen und magnetischen Eigenschaften eines nanostrukturierten Komposites aus magnetischen Partikeln (Gd) in einer nichtmagnetischen Matrix (Ga) im Hinblick auf die Verbesserung des magnetokalorischen Effektes untersucht.