Thermal imaging based study on thermal and thermoelectric responses in dielectric materials

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02609
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29010:Applied physical properties-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: Iguchi Ryo 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 主任研究員 (40707717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺西 貴志 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (90598690) ; 狩野 旬 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (50375408) ; 内田 健一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, グループリーダー (50633541)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 誘電体 / サーモグラフィ / 熱電現象 / 電気熱量効果

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate the thermal response based on the polarization dynamics in dielectric materials using state-of-the-art dynamic thermal measurement techniques. We developed the non-contact quantitative measurement of thermal responses in dielectric materials simultaneously with the dielectric characterization. Next, we demonstrated a new direct measurement method for the electrocaloric effect, the fundamental effect induced by electric fields in dielectric materials. Then, based on the developed techniques, we conducted systematic study on the thermoelectric response in dielectrics, leading to new advancements in the understanding of electric field-induced thermal phenomena in dielectrics.

Free Research Field

スピントロニクス、スピンカロリトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では広く社会で使われている誘電体において埋もれている現象を明らかにしており、新しい熱制御技術や誘電体を用いた電子部品の熱設計に向けた基礎的な知見が得られた点に意義がある。また、誘電体中の輸送現象という新しい観点での取り組みであり、実際に電気双極子輸送現象というこれまでにない切り口による学理への展開にも繋がっており、エレクトロニクスに新しい展開をもたらすものである。