Le NIMS et l'Université de Tohoku ont observé conjointement un effet magnéto-Peltier anisotrope, un phénomène de conversion thermoélectrique dans lequel la simple redirection d'un courant de charge dans un matériau magnétique induit un échauffement et un refroidissement. Le chauffage et le refroidissement thermoélectriques sont classiquement réalisés en appliquant un courant de charge à une jonction entre deux conducteurs électriques différents. Dans cette étude, les chercheurs ont démontré une nouvelle fonction de contrôle thermique en utilisant un seul matériau magnétique sans s'appuyer sur une structure de jonction. Bien que l'effet magnéto-Peltier anisotrope soit un phénomène fondamental de conversion thermoélectrique, il n'a jamais été observé auparavant.

La conversion entre les courants de charge et de chaleur peut être réalisée dans les métaux et les semi-conducteurs au moyen de l'effet thermoélectrique. Bien que l'effet Peltier ait été découvert il y a près de 200 ans, les activités de recherche mondiales sur ce sujet restent actives aujourd'hui dans le but d'augmenter l'efficacité de la conversion thermoélectrique dans les appareils électroniques et d'appliquer ce phénomène à un plus large éventail de technologies (par exemple, développement d'ordinateurs plus économes en énergie).

L'équipe de recherche dirigée par le NIMS a utilisé une technique de mesure thermique appelée thermographie verrouillée pour effectuer des mesures systématiques des changements de température dans un matériau magnétique pendant qu'un courant de charge était appliqué. Par conséquent, nous avons observé des changements du coefficient de Peltier en fonction de l'angle entre la direction du courant de charge et la direction de l'aimantation dans le matériau magnétique. Il a été observé précédemment que l'effet Seebeck - phénomène dans lequel une différence de température entre un conducteur produit un courant de charge - change en fonction du sens d'aimantation; c'est ce qu'on appelle l'effet magnéto-Seebeck anisotrope. Cependant, l'effet magnéto-Peltier anisotrope, qui est l'inverse de l'effet magnéto Seebeck anisotrope, n'avait pas été observé avant cette recherche.

L'application de l'effet magnéto-Peltier anisotrope peut permettre le contrôle thermoélectrique de la température d'un matériau magnétique en redirigeant simplement un courant de charge dans le matériau et en créant une configuration de magnétisation non uniforme en son sein, plutôt que de former une jonction entre deux conducteurs électriques différents. Dans les études futures, nous tenterons d'identifier et de développer des matériaux magnétiques qui présentent d'importants effets magnéto-Peltier anisotropes et de les appliquer au développement de technologies de gestion thermique qui rendent les appareils électroniques économes en énergie.