低温固态制冷：从经典材料到量子材料

本文从背景、研究目的和结论三个角度对低温固态制冷领域进行了系统总结。背景方面，低温环境的建立是基础物理、材料科学及量子信息等领域研究的关键支撑，而随着量子科技的兴起和氦资源的短缺，发展新型高效低温固态制冷技术已成为重要研究方向。研究目的旨在从热力学视角系统讨论热电、磁卡及多卡等固态制冷效应及其内在联系，重点分析量子材料的制冷规律，探索基于量子物态的新一代固态制冷发展方向。结论指出，量子材料体系因其电荷、自旋、轨道和晶格等多自由度的强耦合特性，展现出超越经典材料的固态制冷潜力，例如在量子磁性材料中观察到的自旋超固态可显著增强磁制冷效应，而强关联电子材料则呈现多卡协同特征。未来，利用量子物态如莫特绝缘体、自旋液体等实现更高效固态制冷是重要方向，同时固态制冷在基础物理与应用领域均具有广阔前景。