利用含鐵泛用材料可獲得比鐵單體高出20倍之磁性熱電效果

 

刊登日期:2020/5/22
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東京大學、金澤大學、東北大學、理化學研究所的研究團隊於日前發表,利用含有鐵的泛用材料,發現可獲得比鐵單體高出20倍的磁性熱電效果,未來可望應用於薄膜型熱電裝置用途。研究團隊對鐵分別添加了25%的鋁、鎵,製作出Fe3Al、Fe3Ga,進而發現與鐵單體相比,能呈現更加優異的磁性熱電效果,且這些材料在100℃~–100℃,仍能維持高性能。

此外,研究團隊也成功地製作了厚度數十奈米的Fe3Al、Fe3Ga薄膜,且在室溫‧零磁場環境下,獲得了世界最高等級的磁性熱電效果。另一方面,在此次研究中所發現的巨大異常能斯特效應(Anomalous Nernst Effect),確認是從被稱為「Nodal Web」的拓樸頻帶結構而來,且「Nodal Web」同時提高了對於增大異常能斯特效應相當重要的Berry曲率(Berry Curvature)與狀態密度兩項條件。

研究團隊透過新開發的異常能斯特效應自動計算手法,對1400種以上的材料理論值進行了計算,進而抽選出候補物質。利用此手法,也將可望活用於各類材料。今後則將推動利用磁性熱電效果之熱電模組或熱流感測器的開發,並可望活用於物聯網(IoT)感測器等用途上。


資料來源: https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/news2.html?pid=10583
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