钟昂大学 热电材料将使工业余热有效地转化为电能
但是为了制造有效的热电材料，必须很好地理解它们的基本物理
信用:Freepik上的宏向量 热电材料可以在存在温差的情况下产生电压，目前是一个深入研究的领域；热电能量收集技术是我们在大幅减少化石燃料使用和帮助防止全球能源危机方面的最佳选择之一
然而，存在各种类型的热电机制，尽管最近做出了努力，但其中一些机制还不太为人所知
韩国科学家最近的一项研究旨在填补这一知识空白
前面提到的这些机制之一是自旋塞贝克效应(SSE)，这是由日本东京大学的齐藤Eiji教授领导的研究小组在2008年发现的
SSE是一种现象，其中非磁性和铁磁材料之间的温差产生自旋流
对于热电能量收集来说，逆SSE特别重要
在某些异质结构中，如钇铁石榴石-铂(YIG/Pt)，由温度差产生的自旋流转化为带电荷的电流，提供了一种从相反的SSE发电的方法
因为这种自旋-电荷转换在大多数已知材料中效率相对较低，研究人员试图在YIG和Pt层之间插入一层原子级的二硫化钼薄层
尽管这种方法已经导致了增强的转换，但是二维二硫化钼层在自旋输运中的作用背后的潜在机制仍然是难以捉摸的
为了填补这一知识空白，韩国忠阳大学物理系的李相权教授最近领导了一项关于这一主题的深入研究，研究成果发表在《纳米快报》上
来自中昂大学的许多同事以及齐藤教授都参与进来，试图了解二维二硫化钼对钇铝石榴石热电势的影响
为此，科学家们在二硫化钼层中制备了两个具有不同形貌的钇铝石榴石/二硫化钼/铂样品，以及一个完全没有二硫化钼的参考样品
他们准备了一个测量平台，在这个平台上可以施加温度梯度，施加磁场，并监测由随后的自旋流引起的电压差
有趣的是，他们发现相反的SSE，进而整个异质结构的热电性能，可以根据所用二氧化硅的大小和类型而增强或减弱
特别是，在钇铝石榴石层和铂层之间使用多孔二氧化硅多层，与单独使用钇铝石榴石/铂相比，热电功率增加了60%
通过仔细的理论和实验分析，科学家们确定，这种显著的增长是由两种独立的量子现象的促进作用引起的，这两种现象共同解释了总的逆SSE
这两种效应被称为逆自旋霍尔效应和逆拉什巴-埃德尔斯坦效应，它们都产生自旋积累，然后转化为电荷电流
此外，他们研究了二硫化钼层中的空穴和缺陷如何改变异质结构的磁性，导致热电效应的有利增强
李对这个结果感到兴奋，他说:“我们的研究第一次证明了界面层的磁性能导致界面处的自旋波动，最终增加了自旋积累，导致了更高的电压和来自逆SSE的热电势
" 这项工作的结果代表了热电材料技术难题中的一个关键部分，并可能很快具有现实意义，正如李解释的那样:“我们的发现揭示了YIG/Pt系统中具有中间层的大面积热电能量收集器的重要机会
它们也提供了基本的信息来理解拉什巴-埃德尔斯坦效应和自旋输运中的SSE
他补充说，他们的SSE测量平台可能对研究其他类型的量子输运现象有很大帮助，比如谷驱动霍尔效应和能斯特效应
让我们希望热电技术快速进步，这样我们就可以实现我们对生态友好的社会的梦想！
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