Por primera vez en el mundo, NIMS y la Universidad de Tohoku observaron conjuntamente un efecto anisotrópico magneto-Peltier, un fenómeno de conversión termoeléctrica en el que la simple redirección de una corriente de carga en un material magnético induce calentamiento y enfriamiento. El calentamiento y enfriamiento termoeléctrico sonconvencionalmente logrado mediante la aplicación de una corriente de carga a una unión entre dos conductores eléctricos diferentes. En esta investigación, demostramos una nueva función de control térmico utilizando un único material magnético sin depender de una estructura de unión. Aunque el efecto anisotrópico magneto-Peltier es uno de losLos fenómenos fundamentales de conversión termoeléctrica quedaron sin observar. Esperamos que este informe estimule más avances en la investigación básica y aplicada sobre conversión termoeléctrica.
La conversión entre la carga y las corrientes de calor se puede lograr en metales y semiconductores mediante el efecto termoeléctrico. Un ejemplo bien conocido de la conversión es el efecto Peltier, por el cual un conductor puede calentarse o enfriarse aplicando una corriente de carga. AunqueEl efecto Peltier fue descubierto hace casi 200 años, las actividades de investigación global sobre este tema permanecen activas hoy en día en un esfuerzo por aumentar la eficiencia de conversión termoeléctrica en dispositivos electrónicos y aplicar este fenómeno a una gama más amplia de tecnologías por ejemplo, el desarrollo de una mayor eficiencia energéticaordenadores.
El equipo de investigación dirigido por NIMS utilizó una técnica de medición térmica llamada termografía de bloqueo para realizar mediciones sistemáticas de los cambios de temperatura en un material magnético mientras se aplicaba una corriente de carga. Como resultado, observamos cambios en el coeficiente de Peltier en relación conEl ángulo entre la dirección de la corriente de carga y la dirección de la magnetización en el material magnético. Se ha observado previamente que el efecto Seebeck, un fenómeno en el que la diferencia de temperatura entre un conductor produce una corriente de carga, cambia en relaciónen la dirección de la magnetización; esto se llama efecto anisotrópico magneto-Seebeck. Sin embargo, el efecto anisotrópico magneto-Peltier, que es el recíproco del efecto anisotrópico magneto Seebeck, no se había observado antes de esta investigación.
La aplicación del efecto anisotrópico magneto-Peltier puede permitir el control de la temperatura termoeléctrica de un material magnético simplemente redirigiendo una corriente de carga en el material y creando una configuración de magnetización no uniforme dentro de él, en lugar de formar una unión entre dos conductores eléctricos diferentes.En futuros estudios, intentaremos identificar y desarrollar materiales magnéticos que exhiban grandes efectos magneto-Peltier anisotrópicos y aplicarlos al desarrollo de tecnologías de gestión térmica que hagan que los dispositivos electrónicos sean energéticamente eficientes.
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Materiales proporcionados por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales, Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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