| 研究課題/領域番号 |
19H02585
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究分担者 |
関 剛斎 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40579611)
井口 亮 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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | スピンカロリトロニクス / トムソン効果 / 磁気熱電効果 / ロックインサーモグラフィ / 熱制御 / 磁性材料 / スピン流 / スピントロニクス / 熱電効果 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
熱とスピントロニクスの融合研究領域「スピンカロリトロニクス」において欠落しているトムソン効果とスピン自由度の相関物性と、それに基づく新しい熱制御機能を開拓する。本研究では、最先端の熱電・熱スピン効果計測技術を駆使して、①汎用性の高いトムソン効果の計測・定量法の確立、②磁気/スピン依存トムソン効果の観測とその対称性・物質依存性の解明、③スピントムソン効果の開拓、の３課題を遂行する。これにより、スピンカロリトロニクスを非線形領域にまで拡張することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
トムソン効果は、ゼーベック効果やペルチェ効果と並び、金属や半導体における基本的な熱電変換現象の1つである。本研究では、磁場・磁性（スピン）とトムソン効果の相互作用に基づく熱電変換現象・機能を開拓し、熱電分野とスピントロニクスの融合領域「スピンカロリトロニクス」に新展開をもたらす以下の成果を得た。(1) 磁気トムソン効果の世界初の直接観測、(2) 強磁性/反強磁性転移に伴う巨大トムソン効果の直接観測と電子冷却の実証、(3) 高温領域における磁気熱電効果・熱スピン効果の温度依存性評価、(4) トムソン素子の成績係数の定式化。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではトムソン効果の汎用性の高い計測・評価法を確立し、磁気トムソン効果など未開拓であった熱電変換現象の観測に成功すると共に、その機能性を世界に先駆けて明らかにした。本研究成果を基盤として、更なる新現象の発見・解明や熱電物質開拓の活発化、そしてトムソン効果を利用した新規熱マネジメント技術の創出に繋がる可能性があるため、その学術的意義は極めて大きい。
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