L'Institut national de science des matériaux (NIMS) a réussi à observer directement « l'effet magnéto-Thomson anisotrope », un phénomène dans lequel l'absorption/libération de chaleur proportionnelle à une différence de température appliquée et à un courant de charge (c'est-à-dire l'effet Thomson) change de manière anisotrope en fonction de la température ambiante. sur la direction de magnétisation dans les matériaux magnétiques.
Cette recherche devrait conduire au développement de la physique fondamentale et de la science des matériaux liés au domaine de la fusion de la thermoélectrique et de la spintronique, ainsi qu'au développement de nouvelles fonctionnalités pour contrôler l'énergie thermique avec le magnétisme. L'étude est publiée dans la revue Physical Review Letters. .
L'effet Thomson est connu depuis longtemps comme l'un des effets thermoélectriques fondamentaux dans les métaux et les semi-conducteurs, aux côtés des effets Seebeck et Peltier, qui sont les principes moteurs des technologies de conversion thermoélectrique.
Bien que l'influence du magnétisme sur les effets Seebeck et Peltier ait été étudiée depuis de nombreuses années, il n'a pas été clarifié comment l'effet Thomson est affecté par les champs magnétiques et le magnétisme, car la conversion thermoélectrique de l'effet Thomson est généralement faible et sa mesure et sa quantité sont mesurées. les méthodes d'estimation n'ont pas été entièrement établies.
Dans de telles circonstances, le NIMS a rapporté en 2020 un résultat expérimental dans lequel il a été observé que l'effet Thomson dans les conducteurs non magnétiques changeait avec un champ magnétique (c'est-à-dire l'effet magnéto-Thomson).
Cette fois, les chercheurs ont réussi à observer l’effet magnéto-Thomson anisotrope dans les matériaux magnétiques grâce à des mesures thermiques plus précises. L'effet magnéto-Thomson anisotrope dans les matériaux magnétiques diffère de l'effet magnéto-Thomson conventionnel dans les matériaux non magnétiques, et c'est la première observation directe de ce phénomène inexploré.
L'équipe de recherche du NIMS a utilisé une technique de mesure thermique appelée thermographie verrouillée pour mesurer avec précision la distribution de température générée lorsqu'un courant de charge est appliqué à un alliage ferromagnétique Ni95. Partie5 tout en appliquant une différence de température, et vérifié comment l'effet Thomson change en fonction de la direction de l'aimantation.
En conséquence, il a été constaté que la quantité d'absorption de chaleur (ou de dégagement de chaleur) générée dans le Ni95 Partie5 L'alliage est plus grand lorsque le gradient de température et le courant de charge sont parallèles à la magnétisation que lorsqu'ils sont perpendiculaires à la magnétisation. Ce résultat est cohérent avec le comportement attendu des mesures des effets Seebeck et Peltier dans les matériaux magnétiques.
Ces recherches ont clarifié les propriétés fondamentales de l'effet magnéto-Thomson anisotrope et établi des techniques pour sa mesure quantitative. À l'avenir, les chercheurs continueront d'explorer la physique, les matériaux et les fonctionnalités de l'effet magnéto-Thomson anisotrope pour étudier de nouvelles physiques provoquées par l'interaction de la chaleur, de l'électricité et du magnétisme, et pour développer des applications pour les technologies de gestion thermique qui permettront contribuer à améliorer l'efficacité et la conservation de l'énergie des appareils électroniques.
Ce projet a été réalisé par Rajkumar Modak (chercheur spécial, Centre de recherche sur les matériaux magnétiques et spintroniques CMSM), NIMS), Takamasa Hirai (chercheur, CMSM, NIMS), Seiji Mitani (directeur, CMSM, NIMS) et Ken-ichi Uchida. (Chef de groupe distingué, GSMR, NIMS).
Plus d'informations : Rajkumar Modak et al, Observation de l'effet magnéto-Thomson anisotrope, Physical Review Letters (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.206701
Informations sur le journal : Lettres d'examen physique
Fourni par l'Institut national pour la science des matériaux
