Hiệu ứng từ nhiệt (tên tiếng Anh: Magneto-Caloric Effect - MCE) là hiện tượng một vật liệu từ nóng lên hay lạnh đi khi có sự thay đổi của từ trường ngoài. Ngoài việc ứng dụng để tạo ra nhiệt độ thấp kỷ lục cỡ 10^‑9 K trong các nghiên cứu cơ bản, hiệu ứng từ nhiệt còn được nghiên cứu ứng dụng để chế tạo các máy làm lạnh từ dùng cho các mục đích dân dụng vì các thiết bị này có hiệu suất làm lạnh cao nhất trong vùng nhiệt độ phòng, vì tác động quan trọng của chung trong việc tiết kiệm năng lượng cũng như trong việc bảo vệ môi trường sinh thái trên trái đất. Để bảo đảm khả năng ứng dụng rộng rãi, vật liệu từ cần có độ biến thiên entropy từ lớn ở một nhiệt độ chuyển pha cao dưới tác dụng của một từ trường không quá lớn (không quá một vài tesla).

Công trình "Nghiên cứu các vật liệu liên kim loại có hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ dùng trong các thiết bị làm lạnh từ thế hệ mới" được nhóm các tác giả thực hiện chủ yếu tại Bộ môn Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

Nội dung và các kết quả nghiên cứu chi tiết được công bố trong 18 công trình khoa học, trong đó có 9 công trình được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế có uy tín và 6 công trình đăng trên kỷ yếu các hội nghị, hội thảo khoa học quốc tế. Cụ thể tập thể tác giả đã nghiên cứu ba hệ vật liệu sau đây:

1. Hệ vật liệu liên kim loại R₅(Si_xGe_1‑x)₄ với R là các nguyên tố đất hiếm.

2. Hệ vật liệu R(Fe,Si)₁₃.

3. Hệ vật liệu nhớ hình NiMnGa.

Ý nghĩa khoa học công nghệ của công trình được tóm lược như sau:

- Công trình đã nghiên cứu một loạt những hợp chất liên kim loại có hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ. Các kết quả nghiên cứu đã góp phần chỉ ra rằng hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ liên hệ mật thiết với các chuyển pha cấu trúc, với các thay đổi hằng số mạng tinh thể tại nhiệt độ chuyển pha sắt từ - thuận từ và với các chuyển pha cảm trường khác trong các vật liệu thuộc họ hợp chất R₅(Si_xGe_1‑x)₄ hoặc với các chuyển pha trên tại điểm chuyển pha Austenite - Martensite trong các vật liệu nhớ hình thuộc nhóm Ni‑Mn‑Ga. Trong khi đó, ở các vật liệu nhóm (La_1‑yNd_y)(Fe_1-xSi_x)₁₃, hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ gắn với các chuyển pha từ giả bền của các điện tử linh động.

- Lần đầu tiên, họ các vật liệu R₅(Si_xGe_1‑x)₄ với R là hầu hết các nguyên tố đất hiếm được chế tạo và nghiên cứu tại Việt Nam. Các vật liệu này đã trở thành đối tượng nghiên cứu của rất nhiều công trình nghiên cứu khác ở trong nước. Các số liệu thu được về cấu trúc mạng tinh thể, về cấu trúc từ, tính chất từ và tính chất nhiệt đều là những phát hiện mới của công trình nghiên cứu này và là những đóng góp quan trọng vào hiểu biết chung về các hợp chất liên kim loại chứa đất hiếm và các tính chất vật lý của chúng. Các vật liệu này có các cấu trúc từ phức tạp và cho thấy hàng loạt các chuyển pha từ lý thú. Một số trong đó như Nd₅Si₂Ge₂, Tb₅(Si_xGe_1‑x)₄ cho thấy hiệu ứng từ nhiệt với độ lớn đáng kể ở những nhiệt độ khác nhau nên có thể được sử dụng trong các thiết bị làm lạnh từ thế hệ mới ở một khoảng nhiệt độ rộng và có thể đáp ứng nhiều yêu cầu ứng dụng đa dạng của kỹ thuật này.

- Việc xác định được ảnh hưởng đáng kể của quá trình làm lạnh lặp lại nhiều lần lên các tính chất chuyển (điện trở) có nguồn gốc từ hiện tượng chuyển pha cấu trúc của vật liệu Tb₅(Si_xGe_1‑x)₄ đã chỉ ra tính cấp thiết phải có các nghiên cứu để tìm được các giải pháp công nghệ trong việc thiết kế các môi chất làm lạnh từ nhằm bảo toàn tính nguyên vẹn của vật liệu trong chu trình làm việc của thiết bị làm lạnh từ.

- Công trình lần đầu tiên đã chỉ ra hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ trong các vật liệu (La_1‑yNd_y)(Fe_1-xSi_x)₁₃. Do các hợp chất này chứa các kim loại đất hiếm La và Nd giá rẻ mà lại chỉ sử dụng ở hàm lượng rất thấp, trong khi đó thành phần chủ yếu của vật liệu là sắt và silíc lại là những vật liệu thông dụng và giá rẻ hơn rất nhiều. Như vậy, các hợp chất (La_1‑yNd_y)(Fe_1-xSi_x)₁₃ với thành phần chủ yếu là sắt và silic sẽ có ý nghĩa kinh tế đối với các thiết bị làm lạnh từ.

- Lần đầu tiên đã đo được hiệu ứng từ nhiệt đáng kể trong các hợp chất liên kim loại nhớ hình loại Ni‑Mn‑Ga và chỉ ra tính chất lý thú của vật liệu là sự đổi dấu của entropy từ dưới tác dụng của từ trường ngoài.

- Một đóng góp có ý nghĩa về phương pháp thực nghiệm là ở chỗ công trình đã khẳng định rằng các điều kiện và phương pháp thực nghiệm hiện có trong nước (Từ kế mẫu rung - VSM và Từ kế từ trường xung - PFM v.v…) hoàn toàn cho phép có thể nghiên cứu định lượng với một độ chính xác đáng kể hiệu ứng từ nhiệt trong nhiều vật liệu khác nhau cũng như khả năng ứng dụng của chúng. Đặc biệt đã chỉ ra rằng hệ từ trường xung hiện nay của Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS) với từ trường cực đại tới 30T và độ dài xung 30ms hoàn toàn thích hợp cho việc nghiên cứu hiệu ứng này ở từ trường cao.