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» 2020年01月29日 08時00分 公開

組み込み開発ニュース:光とスピンを利用して磁性体の温度分布変化を自在に制御することに成功

物質・材料研究機構は、磁性体に光を照射することで、電流に伴って生じる熱流の方向や分布を自在に制御することに成功した。電子デバイスの効率向上や熱マネジメント技術への応用が期待される。

[MONOist]

 物質・材料研究機構(NIMS)は2020年1月8日、磁性体に光を照射することで、電流に伴って生じる熱流の方向や分布を自在に制御することに成功したと発表した。部分的に熱流の方向を変えられるため、電子デバイスの効率向上や熱マネジメント技術への応用が期待される。

キャプション 光照射による電流と熱流変換の制御 出典:NIMS

 金属や半導体における電流と熱流の変換現象は熱電効果と呼ばれる。近年、熱流の方向を磁気の源であるスピンで制御する技術が向上し、スピンを用いて熱エネルギーを有効利用するための新しい原理や機能の創出を目指す「スピンカロリトロニクス」に関する研究が世界的に進んでいる。

 NIMSの研究チームは、スピンカロリトロニクスと光磁気記録の技術を融合し、光でスピンを制御することで、新しい熱エネルギー制御方法を考案した。部分的に偏光を照射することで、磁性体中の電流に伴う熱流の方向を局所的に変えられるため、熱電効果で発生する温度変化分布を自在に制御できることを確認した。

 今回の発表は、磁気、熱、光の相互作用に関する基礎物理、物質科学の発展につながるとともに、光に応答する磁性体が示す熱電効果の微視的起源の解明と新材料の開発を進めることで、電子デバイスの効率向上や省エネルギー化の手助けとなる熱マネジメント技術への展開が期待される。

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