ナノ構造制御による熱スピン変換複合バルク材料の創製

通过纳米结构控制创建热自旋转换复合块体材料

• 批准号: 18J02115
• 负责人: 三浦 飛鳥
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J02115/
• 关键词: 熱電変換; 異常エッチングスハウゼン効果; 強磁性金属; ナノ構造化; 異方性磁気ペルチェ効果

異常エッチングスハウゼン効果(AEE)の原理解明および高い熱電変換性能を有する材料の探索を行うために、異なる組成・磁気特性を有する1-5系サマリウムコバルト磁石(SmCo5)に対して300 K～600 KにおけるAEEの系統的な温度依存性の測定を行った。AEEとは、強磁性金属において磁化および電流の両方に直交した方向に熱流が生じる現象である。近年、様々な材料系に対してAEEやその相反現象である異常ネルンスト効果の研究が行われており、我々は2019年にSmCo5系磁石が室温で大きなAEEを示すことを明らかにした[A. Miura, et al., Appl. Phys. Lett. 115, 222403 (2019).]。また、SmCo5系磁石は大きな残留磁化も有しているため、残留磁化を持たない軟磁性体とは異なり、AEEを発現させるために外部磁場を印加する必要がないという特長を有する。永久磁石を用いたAEEに基づく熱電変換は、永久磁石の大きな残留磁化が高温(SmCo5系磁石の場合は400℃程度)まで保持されるため幅広い温度域で無磁場下において使用可能である。室温におけるSmCo5系磁石のAEEは組成・磁気特性・微細構造に依存しないが、高温におけるAEEの組成・磁気特性依存性を明らかにすることは重要である。本研究では、300 K～600 KでのSmCo5および(SmGd)Co5におけるAEEを観測した。ともにAEEは温度に対して単調増加したが、SmCo5のAEEは(SmGd)Co5より大きな値を示した。また、磁化と横熱電効果の間のスケーリング則に従わないことを示した。一方で、AEEにおけるZTも温度に対して単調増加し、SmCo5においては500 K以上でZT > 0.001を示した。この値は大きな横熱電効果を示す磁性ホイスラー合金Co2MnGaよりも大きな値である。

The principle of abnormal energy effect (AEE) was explained. The temperature dependence of the system of AEE was measured in the range of 300 K to 600 K. AEE, ferromagnetic metal magnetization and current orthogonal to the direction of heat flow phenomenon In recent years, SmCo5-based magnets have been studied for the opposite phenomenon of AEE and other materials. In 2019, SmCo5-based magnets have been studied for the opposite phenomenon of AEE and other materials. Miura, et al., Appl. Phys. Lett. 115, 222403 (2019).]。SmCo5-based magnets have large residual magnetization, which is necessary for the development of soft magnetic materials and AEE. Permanent magnets are used in the AEE basic thermoelectric conversion, permanent magnets have large residual magnetization, high temperature (SmCo5 magnet case 400℃), and can be used in the temperature range without magnetic field. AEE of SmCo5-based magnets depends on composition, magnetic properties and microstructure at room temperature, and composition, magnetic properties and microstructure at high temperature. In this study, SmCo5 and (SmGd)Co5 were measured at 300 K~600 K. AEE temperature increases, SmCo5 and AEE (SmGd)Co5 increase. The magnetic field of the magnetic field can be divided into two parts. In one case, the temperature of AEE is higher than that of ZT > 0.001, and the temperature of SmCo5 is higher than 500 K. This is a great value for the thermoelectric properties of Co2MnGa alloys.

项目成果

Enhanced anomalous Nernst effect in Ni/Pt superlattice

Ni/Pt 超晶格中增强的反常能斯特效应

• 发表时间: 2020
• 作者: Takeshi Seki;Yuya Sakuraba;Asuka Miura;Keisuke Masuda;Masahito Tsujikawa;Ken-ichi Uchida;Takahide Kubota;Yoshio Miura;Masafumi Shirai;and Koki Takanashi
• 通讯作者: and Koki Takanashi

Observation of anomalous Ettingshausen effect and large transverse thermoelectric conductivity in permanent magnets

• DOI: 10.1063/1.5131001
• 发表时间: 2019-11-25
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Miura, Asuka;Sepehri-Amin, Hossein;Uchida, Ken-ichi
• 通讯作者: Uchida, Ken-ichi

Above-room-temperature giant thermal conductivity switching in spintronic multilayers

• DOI: 10.1063/5.0032531
• 发表时间: 2021-01-25
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Nakayama, Hiroyasu;Xu, Bin;Uchida, Ken-ichi
• 通讯作者: Uchida, Ken-ichi

永久磁石における異常エッチングスハウゼン効果の観測

永磁体中反常蚀刻肖森效应的观察

• 发表时间: 2020
• 作者: 三浦 飛鳥 ;Sepehri-Amin Hossein;増田 啓介;土浦 宏紀;三浦 良雄;井口 亮;桜庭 裕弥;塩見 淳一郎;宝野 和博;内田 健一
• 通讯作者: 内田 健一

異方性磁気ペルチェ効果の物質依存性

各向异性磁珀耳帖效应的材料依赖性

• 发表时间: 2018
• 作者: 三浦飛鳥;井口亮;内田健一
• 通讯作者: 内田健一