在室溫下可達到10倍以上磁性熱電效果的磁性金屬

 

刊登日期:2018/9/17
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日本東京大學物性研究所研究團隊開發出一款在室溫下會顯示出高度磁性熱電效果的磁性金屬鈷・錳・鎵(Co2MnGa),10cm³的體積約可產生100μW的電力,已足夠應用於手錶、熱流感測器等的驅動。經各種實驗及第一原理計算等解析之後,可知磁性熱電效果增大係來自於電子構造的拓樸狀態以及量子相變(Quantum Phase Transition)等量子效果。

熱電轉換元件是利用搬運電流的電子載子沿著熱流移動來產生電力,雖然熱非磁性半導體相關開發正在發展中,但礙於其複雜的立體構造,隨著大型化與高集積化,製造成本也成為待解決的課題。

另一方面,磁性體的熱電效果會因磁化而曲折載子的移動,因此磁化與熱流呈現垂直方向仍能產生電力,無須立體構造,即能簡單配合熱源製作出薄膜、膠帶一類的大面積元件,但熱電效果不佳,難以實際運用。而本次所開發出的Co2MnGa在室溫下的熱電轉換達到目前最高值的10倍以上,顯示出高度的熱電效果,且不僅僅在室溫下,還能涵蓋大範圍的溫度領域。今後可望應用至環境發電或感測器等相關開發上。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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