Multicaloritronics

多热电子学

基本信息

批准号：
22H04965
负责人：
内田健一
金额：
$ 122.97万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-27 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H04965/
关键词：
輸送物性強誘電体フェロンスピンカロリトロニクス熱電変換

项目摘要

本研究は、強誘電体中の自発電気分極の集団励起モード「フェロン」の概念をスピンカロリトロニクスに導入し、フェロン輸送現象やフェロンと電子・マグノンとの相互作用を解明することを目的としている。初年度である2022年度は、スタートアップ課題として主に以下の２テーマに注力すると共に、対面形式での全体ミーティングを２回開催し、参画メンバーの連携体制を確立した。① 強誘電体におけるフェロン熱輸送の観測と能動的熱スイッチ機能の実証：　オハイオ州立大学と共同で、典型的な強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛における熱伝導率、熱拡散率、縦波音響フォノン速度の電界依存性を系統的に調べた (Science Advances誌に論文掲載)。これらの物理量はヒステリシスを伴いながら電気分極方向に対して明瞭な変化を示し、実験結果は圧電歪みとフォノンの非調和性を組み合わせた理論モデルによって定量的に再現された。本結果はフェロンが強誘電体中の熱輸送に寄与していることを示す実験的証拠であり、電界駆動型の全固体熱スイッチ素子実現への可能性を拓くものである。② 強誘電体/金属複合構造におけるフェロン-電流相互作用の開拓：　強誘電体上に接合した金属において発現する新しい熱電変換現象「フェロンドラッグ効果」の理論を構築した (Physical Review B誌にLetterとして論文掲載)。フェロンドラッグ効果は、長距離に作用する電荷-電気双極子相互作用を介して強誘電体中のフェロンと金属中の電子との間で運動量が移行されることによって発現する。本現象はフェロン物性とエレクトロニクスとのインターフェースとなる基本原理の一つであり、その基本的性質を明らかにした意義は大きい。フェロンドラッグ効果の観測に向けた予備実験も開始している。

这项研究旨在介绍集体激发模式的概念“ feron”，以使铁电的自我产生情绪极性向链链球化，并阐明Feron运输现象以及Feron和Electron-Magnon之间的相互作用。在2022年的第一年，该公司主要关注以下两个初创企业，并举行了两次面对面的整体会议，以建立参与成员之间的合作。 1）观察铁电机中的Ferron热传输和主动热开关功能的演示：与俄亥俄州立大学合作，我们系统地研究了导热性电导率，热扩散性和纵向声音声子速度的电场依赖性，以典型的铁含水率滴定滴定效率（Pable）出版。这些物理量在电偏振方向上显示出明显的变化，并通过将压电应变与声子的非谐度相结合的理论模型定量地重现了实验结果。该结果是实验证据表明，Feron有助于铁电的热运输，从而为实现野外驱动的全稳态热开关设备开辟了可能性。 ②在铁电/金属复合材料结构中开发Feron电流相互作用：我们已经构建了新的热电转化现象的理论，即“ Feron Drug效应”，“ Feron Drug效应”，该效应表现在与铁电极键合的金属中（在《物理评论》中以字母发表为字母b）。 FERON药物作用通过长距离电荷 - 电动偶极子相互作用在铁电和金属中的Feron之间的动量转移来表现。这种现象是Ferron物理特性和电子产品之间接口及其基本特性之间的基本原理之一。初步实验也开始观察到Ferron药物作用。