電場によるスピンカロリトロニクス機能の制御

电场控制自旋热电子功能

• 批准号: 22KJ1068
• 负责人: 仲川 久礼亜
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1068/
• 关键词: スピンカロリトロニクス; スピントロニクス; 反強磁性; 磁気相転移

電荷・スピン・熱流が結合する物理現象及びそれらの制御を対象とするスピンカロリトロニクス分野において、電流から発熱・吸熱を生じるペルチェ現象は中核的な現象の一つである。本年度においては、反強磁性/強磁性間の一次磁気相転移を示す遷移金属化合物 (Mn, Cr)2Sbの単結晶バルク試料において、磁気相接合構造を利用した単一物質ペルチェ効果の観測に成功した。具体的な実験方法と成果は以下の通りである。チップヒーターを用い、単結晶試料にパルス加熱を局所的に印加することよって、部分的な相転移を誘起し、反強磁性/強磁性の磁気相が単一物質中で接合する構造を作製した。更に、作製した磁気相接合構造に電流を印加することによって、世界で初めて磁気相接合界面におけるペルチェ効果の観測に成功した。これらの観測結果は、FreeFEMを用いた有限要素法解析により、確かに磁気秩序相接合部分でのペルチェ効果に由来していると確認された。また、本研究において観測された単一物質ペルチェ効果は、申請者が以前に明らかにした本物質における磁気相転移に伴う熱電特性の変化と整合的な結果を与えていることが確認された。以上の結果は、国際学会LT29にて発表され、Scientific Reports誌から出版された。

自旋热电子学领域涉及电荷、自旋和热流及其控制相结合的物理现象，其中由电流产生热量和吸热的珀耳帖现象是核心现象之一。今年，我们利用过渡金属化合物（Mn，Cr）2Sb的单晶块体样品中的磁相结结构成功观察到了单材料珀耳帖效应，该效应表现出反铁磁性和铁磁性之间的一阶磁相变。铁磁性做到了。具体实验方法及结果如下。通过使用芯片加热器对单晶样品进行局部脉冲加热，我们诱导了部分相变，并创建了一种反铁磁/铁磁磁相结合在单一材料中的结构。此外，通过对制作的磁相结结构施加电流，我们在世界上首次成功观察到磁相结界面处的珀耳帖效应。使用 FreeFEM 进行的有限元分析证实，这些观察到的结果确实源自磁有序相连接处的珀耳帖效应。此外，已证实在本研究中观察到的单一材料珀耳帖效应与申请人先前揭示的与该材料中的磁相变相关的热电特性的变化一致。上述结果在国际会议LT29上发表，并由Scientific Reports发表。

项目成果

Observation of single-material Peltier effect using magnetic phase transition in Mn2-xCrxSb

利用 Mn2-xCrxSb 磁相变观察单材料珀耳帖效应

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakagawa;K.;Yokouchi;T.;and Shiomi;Y.
• 通讯作者: Y.