納米結(jié)構(gòu)工程使磁性材料、熱電材料和電池材料等功能材料發(fā)生了革命性的變化。然而，自旋熱電子學(xué)是一個以自旋電子學(xué)和熱電學(xué)為基礎(chǔ)的具有基礎(chǔ)物理研究的前沿領(lǐng)域，它只專注于沒有復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的均勻材料。
近日，日本國立材料研究所Hossein Sepehri-Amin，Ken-ichi Uchida展示了納米結(jié)構(gòu)工程如何將簡單的磁性合金轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂酗@著大的橫向熱電轉(zhuǎn)換性能的自旋-熱電子材料。
文章要點
1）反常能斯特效應(yīng)是一種用于能量收集和熱傳感的有前景的橫向熱電現(xiàn)象，但由于具有大反常能斯特系數(shù)的材料的稀缺，其利用一直具有挑戰(zhàn)性。研究證明，柔性鐵基非晶材料的反常能斯特系數(shù)顯著提高了約 70%（達(dá)到約 3.7 μVK?1 ），功率因數(shù)顯著提高了約 200%（達(dá)到約 7.7 μWm?1 K?2 ）通過納米結(jié)構(gòu)工程而不改變其成分。這超越了所有報道的非晶態(tài)合金，并且與表現(xiàn)出大的反常能斯特效應(yīng)的單晶相當(dāng)。
2）這種增強歸因于銅納米簇，促進(jìn)了高效的橫向熱電轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了自旋熱電子學(xué)的材料科學(xué)，為設(shè)計實際應(yīng)用的高性能橫向熱電器件開辟了新途徑。
參考文獻(xiàn)
Gautam, R., Hirai, T., Alasli, A. et al. Creation of flexible spin-caloritronic material with giant transverse thermoelectric conversion by nanostructure engineering. Nat Commun 15, 2184 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-46475-6
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46475-6
