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桜庭裕弥グループリーダー、スピンエネルギーグループの内田健一グループリーダーらは、熱電材料と磁性材料を組み合わせた複合構造において生じる新原理の熱電効果を発案し、与えた温度勾配と直交する方向に起電力を生む「横型」熱電効果として世界最高値となる熱電能を観測することに成功しました

2021.01.19
  桜庭裕弥グループリーダー、スピンエネルギーグループの内田健一グループリーダーらは、熱電材料と磁性材料を組み合わせた複合構造において生じる新原理の熱電効果を発案し、与えた温度勾配と直交する方向に起電力を生む「横型」熱電効果として世界最高値となる熱電能を観測することに成功しました。本成果は、汎用性の高い環境発電技術や高感度な熱流センサーの実現に資する新たな原理・設計指針を提供するものです。

  今回観測された熱電能は、これまで得られていた異常ネルンスト効果による熱電能の最高値を一桁上回る値であり、横型熱電効果の実応用に向けた研究開発を大きく進展させるものです。今後は、IoT技術に資する環境発電や、社会の省エネルギー化に貢献する熱流センサーなどへの応用を目指し、磁性材料・熱電材料双方の探索・開発やそれらの複合構造の最適設計に取り組んでいきます。
(プレスリリース中の図 : プレスリリース中の図 : (a) ゼーベック駆動横型熱電効果の概念図。熱電材料のゼーベック効果によるキャリアの流れを磁性材料に流し込むことで、大きな横熱電効果が実現されます。(b) ゼーベック駆動横型熱電効果の理論モデルによって計算した横熱電能と熱電材料と磁性材料のサイズ比依存性。実線は計算値、データ点は実験値を示しています。(c) 作製した試料構造と、(d) 実験の結果得られたCo2MnGa単体の異常ネルンスト効果による熱電能とCo2MnGa-Si複合構造におけるゼーベック駆動横型熱電効果による横熱電能の比較。)
  詳細は下記プレスリリースをご覧ください。なお、本研究成果は、本研究成果は英国科学誌「Nature Materials」にオンライン掲載されています。
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