51探花

狈滨惭厂は、东北大学と共同で、磁性体中で电流を曲げるだけで加热や冷却ができる热电変换现象「异方性磁気ペルチェ効果」を観测することに世界で初めて成功しました。热电変换现象で加热?冷却するためには、これまで２つの异なる物质を接合した构造が用いられてきましたが、本研究により、接合のない単一の物质において、その磁気的な性质のみによって热制御できる新しい机能が実証されました。磁性体における基本的な热电変换现象であるにもかかわらず未観测であった异方性磁気ペルチェ効果が初めて観测されたことで、热电変换の基础?応用研究がさらに活性化することが期待されます。

金属や半导体において、电流と热流は相互に変换することができます。これは热电効果と呼ばれ、代表的な例として电流で加热?冷却するペルチェ効果が知られています。ペルチェ効果は200年近く前に発见された现象ですが、コンピュータのさらなる省エネルギー化などを目指して、现在でも世界中で热电変换の効率や汎用性を向上させるための研究が进められています。

今回、狈滨惭厂を中心とする研究チームは、ロックインサーモグラフィ法(1)と呼ばれる热计测技术を用いて、磁性体に电流を流した际に生じる温度変化を详细に测定しました。その结果、磁性体の磁化の方向と电流の流れる方向のなす角度に依存して、ペルチェ効果の性能が変化する振る舞いが観测されました（図１）。磁性体において、电子のスピン（磁気）(2)の効果によって、温度差を电気に変换するゼーベック効果が磁化の方向に依存して変化する现象は以前から観测されていましたが、その逆过程である异方性磁気ペルチェ効果については本研究が初めての観测例になります。

図１　异方性磁気ペルチェ効果の観测．

异方性磁気ペルチェ効果を用いれば、磁性体中を流れる电流の経路を曲げたり、非一様な磁化分布を作ったりするだけで、物质の接合を作らずに热电効果による温度制御を実现することができます。今后、大きな异方性磁気ペルチェ効果を示す磁性材料を探索?开発することで、电子デバイスの効率向上?省エネルギー化に资するサーマルマネジメント技术(3)への応用を目指していきます。

本研究は、物質?材料研究機構 (NIMS) 磁性?スピントロニクス材料研究拠点 スピンエネルギーグループの内田健一グループリーダーと井口亮研究員、東北大学 材料科学高等研究所?金属材料研究所の大門俊介大学院生（現 東京大学 助教）、齊藤英治教授（現 東京大学 教授）によって行われました。また本研究は、主にJST戦略的創造研究推進事業 CREST (JPMJCR17I1)、JSPS科学研究費補助金 基盤研究(A) (JP15H02012) の一環として行われました。

本研究成果は、日本时间2018年5月22日0时（英国时间5月21日16时）に、英国科学誌「狈补迟耻谤别」にオンライン掲载されました。

(1) ロックインサーモグラフィ法
物质表面から放射される赤外线の空间分布を検出する手法をサーモグラフィと呼ぶ。赤外线の放射エネルギーは物质の温度に依存するため、适切な校正を行うことで、物质の温度分布を画像情报として取得できる。非接触で温度を测定できることから、サーモグラフィ法は产业?研究用途を问わず幅広く用いられている。
近年では、主に半导体产业における集积回路の动作?欠陥解析用途として、ロックインサーモグラフィ法に基づく高感度温度分布计测手法が导入されている。ロックインサーモグラフィ法では、试料に周期的に変化する电流を印加しながら赤外线カメラを用いて表面の温度分布を测定し、电流と同じ周波数で时间変化する温度変化だけを选択的に抽出して高感度にイメージングできる。

(2) スピン（磁気）
电子が有する自転のような性质をスピンと呼ぶ。スピンは磁気の発生源であり、スピンが一方向に揃った材料が磁石（强磁性体）になる。

(3) サーマルマネジメント技術
热エネルギーを制御、有効利用することで省エネルギー化?高効率化を行う技术の総称。その対象は、电子デバイス、自动车から滨罢、住宅まで幅広いが、特に近年の电子デバイスの小型化?高性能化に伴ってその重要性が増してきている。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究内容に関すること）
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
スピンエネルギーグループ　グループリーダー
内田 健一（うちだ けんいち）
E-mail: UCHIDA.Kenichi*nims.go.jp （*を@に置き換えてください）
TEL: 029-859-2062, FAX: 029-859-2701
URL: http://www.nims.go.jp/mmu/scg/index.html

（报道?広报に関すること）
国立大学法人 東北大学　材料科学高等研究所　広報?アウトリーチオフィス
TEL: 022-217-6146, FAX: 022-217-5129
E-mail: aimr-outreach*grp.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）