Đối với một vật liệu sắt từ, khi đặt một từ trường trong điều kiện đoạn nhiệt
(tổng entropy không đổi trong quá trình từ hóa), các mômen từ sắp xếp song song
theo hướng từ trường ngoài, do đó làm giảm entropy từ của vật liệu (Hình 1.1(b)). Để
tổng entropy không thay đổi trong quá trình từ hóa thì khi entropy từ giảm, entropy
mạng và entropy điện tử phải tăng lên để bù lại. Điều này gây ra sự tăng nhiệt độ. Khi
thôi tác dụng từ trường, hệ spin từ trở lại sự sắp xếp ban đầu (entropy từ tăng) bằng
cách thu năng lượng từ mạng tinh thể, làm giảm entropy mạng và vật liệu trở về nhiệt
độ ban đầu. Trong trường hợp từ trường áp dụng vào vật liệu trong điều kiện đẳng
nhiệt, tổng entropy giảm do sự giảm của đóng góp từ vì cả entropy mạng và entropy
điện tử đều không thay đổi trong điều kiện đẳng nhiệt.
Nói tóm lại, nếu làm cho entropy từ biến đổi càng lớn thì càng có khả năng
ứng dụng làm lạnh cao. Các nghiên cứu trước đây cho thấy công nghệ làm lạnh dựa
trên MCE có thể thay thế công nghệ làm lạnh dựa trên các chu trình nén giãn khí bởi
nó có các ưu điểm như sau [16]: i) Hiệu suất cao; ii) Thân thiện với môi trường; iii)
Độ bền cơ học tốt. Với những ưu điểm trên, số công bố về vật liệu từ nhiệt qua các
năm tăng nhanh theo hàm số mũ [19]. Trong đó có hai xu hướng nghiên cứu về MCE,
một là nghiên cứu các vật liệu thể hiện MCE lớn ở nhiệt độ thấp [73], hai là nghiên
cứu những vật liệu có MCE lớn ở gần vùng nhiệt độ phòng [3], [5], [24,25], [28].
Một số vật liệu từ nhiệt tiêu biểu đã được trình bày trong một số công trình nghiên
cứu của các nhóm tác giả như Phan Mạnh Hưởng và các cộng sự [36], Franco và các
cộng sự [28], Gombi và Shahu [3], Zarkevich và Zverev [19],
Để đánh giá MCE của vật liệu, người ta thường dựa trên một số đại lượng đặc
trưng, sau đây sẽ trình bày về các đại lượng đặc trưng này.