2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁性超格子におけるスピンゼーベック効果と異方性熱電変換
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26600067
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
内田 健一 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50633541)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スピントロニクス / スピン流 / スピンゼーベック効果 / 逆スピンホール効果 / 異常ネルンスト効果 / 薄膜 / 磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、磁性多層膜構造を用いることで、スピン流による熱電変換効率を大幅に向上させることを目的としている。これまでの研究により
（１）フェリ磁性絶縁体/常磁性金属多層膜においてスピンゼーベック効果による熱起電力が界面数の増加に伴って飛躍的に増大すること (Phys. Rev. B: Rapid Commun. 92, 220407(R) (2015))
（２）強磁性金属/常磁性金属多層膜において異常ネルンスト効果による熱起電力が界面密度の増加に伴って単調に増大すること (Phys. Rev. B 92, 094414 (2015))
を実験的に見出しており、これらの成果は本年度に論文掲載された。特に（１）はスピンゼーベック熱電変換素子の性能指数の構成パラメータをすべて同時に改善できる可能性を秘めており、スピン流増大効果の起源解明や更なる出力向上に向けて、膜厚依存性測定、境界条件依存性測定、異常ネルンスト効果の重畳割合の評価、電流-電圧-電力特性の評価などを行った。（２）については、Fe/Pt、Fe/Au、Fe/Cu多層膜において類似した異常ネルンスト効果の増大が観測されており、物質依存性が非常に小さいという当初は予想していなかった結果が得られた。その起源を解明することで、汎用的な異常ネルンスト効果増大原理の確立に繋がることが期待される。
以上の成果に加えて、スピンゼーベック効果の強磁場応答特性の検証や、全強磁性構造を用いたスピンゼーベック効果と異常ネルンスト効果のハイブリッド熱電変換に関する実験も行い、スピン流による熱電変換能をさらに向上させるための指針を得た。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Flexible heat-flow sensing sheets based on the longitudinal spin Seebeck effect using one-dimensional spin-current conducting films2016
Author(s)
A. Kirihara, K. Kondo, M. Ishida, K. Ihara, Y. Iwasaki, H. Someya, A. Matsuba, K. Uchida, E. Saitoh, N. Yamamoto, S. Kohmoto, T. Murakami
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 23114_1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Unconventional scaling and significant enhancement of the spin Seebeck effect in multilayers2015
Author(s)
R. Ramos, T. Kikkawa, M. H. Aguirre, I. Lucas, A. Anadón, T. Oyake, K. Uchida, H. Adachi, J. Shiomi, P. A. Algarabel, L. Morellón, S. Maekawa, E. Saitoh, M. R. Ibarra
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Journal Title
Physical Review B: Rapid Communications
Volume: 92
Pages: 220407(R)_1-5
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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