自从Jin等人在LaCaMnO薄膜中发现巨磁电阻（CMR）效应以来，对于钙钛矿结构锰氧化物材料的研究一直是众多科研工作者关注的热点。特别是该类材料所表现出来的近100%自旋极化率、电/磁输运特性之间的紧密关联、以及由于相分离所导致的多铁特性等丰富的物理内容，为其提供了极为广阔的应用前景，对此进行的深入实验现象研究和理论机制探讨导致了自旋电子学、轨道电子学以及强关联电子学等全新概念与研究领域的提出，并不断向其他学科移植和渗透，成为人类进入二十一世纪以来凝聚态物理、信息技术和材料科学研究中十分活跃而又引人注目的前沿领域。
本项目以低温下具有明显的变磁性量子相变行为的强关联锰氧化物材料为主要研究对象，采用结构分析、物性测量、模型拟合和理论计算相结合的方法，对多重磁致量子效应及其应用进行系统研究。主要通过对相变前后材料内部介观及其以下尺度磁结构变化的对比观察与推理，从相分离和电子向列有序两个模型出发，结合必要的理论分析，深入探讨导致其发生变磁性量子相变的本质原因。另外，考虑到该磁热转变效应可能在工业上作为磁制冷材料的应用，结合对稀土合金中磁热效应的研究，我们尝试在实验室可以达到极低温度的有限封闭系统中，初步探讨该类功能材料的制冷效果，该项研究对于尽早实现该类化合物在工业上的应用具有非常积极和重要的作用。
该项目已获国家自然科学基金项目立项支持。
数理学院 高湉