בעבר, חומרים תרמו-אלקטריים הם נקודה חמה מחקרית, שיכולה ליצור מתח בנוכחות הפרשי טמפרטורה. במונחים של מזעור השימוש בדלקים מאובנים וסיוע במניעת משבר האנרגיה העולמי, טכנולוגיית קצירת אנרגיה תרמו-אלקטרית היא אחת הבחירות הטובות ביותר שלנו.

עם זאת, ישנם סוגים שונים של מנגנונים תרמו-אלקטריים, ולמרות המאמצים האחרונים, חלקם כמעט ואינם מובנים. מחקר שנערך לאחרונה על ידי מדענים קוריאנים נועד למלא את פער הידע הזה.

אחד המנגנונים שהוזכרו לעיל הוא אפקט ספין סיבק (SSE), שהתגלה ב-2008 על ידי צוות מחקר בראשות פרופסור אייג'י סאיטו מאוניברסיטת טוקיו, יפן. SSE היא תופעה שבה הפרש הטמפרטורה בין חומרים לא מגנטיים לפרומגנטיים יוצר זרם ספין.

על מנת לאסוף אנרגיה תרמו-אלקטרית, SSE הפוך חשוב במיוחד. בכמה מבנים הטרו-מבנים, כגון איטריום ברזל נופך-פלטינה (YIG/Pt), זרם הספין שנוצר מהפרש הטמפרטורה הופך לזרם טעון, ובכך מספק שיטה להפקת חשמל מ-SSE הפוך.

מכיוון שהמרת ספין למטען זו אינה יעילה יחסית ברוב החומרים הידועים, חוקרים ניסו להכניס שכבה דקה מבחינה אטומית של מוליבדן דיסולפיד (MoS 2) בין שכבות YIG ו-Pt. למרות ששיטה זו משפרת את יעילות ההמרה, המנגנון הבסיסי מאחורי תפקידה של שכבת 2D MoS 2 בהובלת ספין עדיין חמקמק.

על מנת לפתור את פער הידע הזה, פרופ' לי סאנג-קווון מהמחלקה לפיזיקה, אוניברסיטת צ'ונגאן, דרום קוריאה הוביל לאחרונה מחקר מעמיק בנושא, שפורסם ב-Nano Letters ("Enhanced Spin Seebeck Thermoelectric Pt / Holey MoS 2 / Y 3 Fe 5 O 12 מבנה היברידי"). על מנת להבין את ההשפעה של 2D MoS 2 על הפוטנציאל התרמואלקטרי YIG/Pt, עמיתים רבים מאוניברסיטת סין ויפן ופרופסור Saitoh השתתפו בפגישה.

לשם כך הכינו המדענים שתי דגימות YIG / MoS 2 / Pt עם מורפולוגיות שונות בשכבת MoS 2, וכן דגימת ייחוס ללא MoS 2 כלל.

הם הכינו פלטפורמת מדידה שבה ניתן ליישם שיפוע טמפרטורה, להחיל שדה מגנטי, ולנטר את הפרש המתח שנגרם על ידי זרם הספין הבא. מעניין, הם מצאו שניתן להגדיל או להקטין את הביצועים התרמו-אלקטריים של ה-SSE ההפוכי ושל המבנה ההטרוי כולו בהתאם לגודל ולסוג של MoS 2 בשימוש.

בפרט, בהשוואה ל-YIG/Pt בלבד, השימוש בריבוי שכבות MoS 2 נקבוביות בין שכבות ה-YIG וה-Pt מייצר עלייה של 60% בהספק התרמו-אלקטרי.

באמצעות ניתוח תיאורטי וניסיוני מדוקדק, המדענים קבעו שהעלייה הנראית לעין זו נגרמה על ידי קידום של שתי תופעות קוונטיות עצמאיות, שיחד מהוות את סך ה-SSE הפוך. אלה נקראים אפקט ספין הפוך הול ואפקט רשב"א-אדלשטיין הפוך, ושניהם מייצרים הצטברות ספין, שלאחר מכן מומרים לזרם טעינה.

בנוסף, הם חקרו כיצד חורים ופגמים בשכבת MoS 2 משנים את התכונות המגנטיות של ההטרומבנה, ובכך משפרים את האפקט התרמו-אלקטרי.

לי היה נרגש מהתוצאות. הוא אמר: "המחקר שלנו הוא הראשון שהוכיח שהתכונות המגנטיות של שכבת הממשק יגרמו לתנודות ספין בממשק ובסופו של דבר יגדילו את הצטברות הספין, ובכך ייצרו מתח גבוה יותר והספק תרמי דרך הראיות ההפוכות SSE."

התוצאות של עבודה זו מייצגות חלק מרכזי בבעיה הטכנית של חומרים תרמו-אלקטריים, ובקרוב עשויות להיות להן משמעות מעשית, כפי שהסביר לי: "התגלית שלנו חושפת קוצר אנרגיה תרמו-אלקטרי בשטח גדול עם שכבת ביניים ב-YIG/Pt ההזדמנות החשובה מערכת.

הם גם סיפקו את המידע הדרוש כדי להבין את העקרונות הפיזיקליים של השילוב של אפקט רשב"א-אדלשטיין ו-SSE בהובלת ספין. הוא הוסיף כי פלטפורמת מדידת ה-SSE שלהם יכולה לעזור מאוד לחקר סוגים אחרים של תופעות תחבורה קוונטית, כמו השפעות הול ו-Nernst המונעות על ידי העמק.

קישור למאמר זה: הידע של הובלת ספין במכשירים תרמו-אלקטריים עוזר למלא פערים כאלה

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית עיבוד cnc סין שירותי.מוסמך ISO 9001:2015 &AS-9100. יצרן עיבוד שבבי בקנה מידה גדול של תיקים רפואיים, מתן עיצוב תלת מימד, אב טיפוס ושירותי משלוח גלובליים. מציע גם מארזים קשיחים, EVA חצי קשיח, מארזים תפורים רכים, פאוצ'ים ועוד עבור יצרני OEM. כל המארזים מיוצרים בהתאמה אישית לפי מפרטים עם אינסוף שילובים של חומרים, תבניות, כיסים, לולאות, רוכסנים, ידיות, לוגו ואביזרים. אפשרויות חסינות זעזועים, עמידות במים וידידותיות לסביבה. חלקים רפואיים, תגובת חירום, חלקים אלקטרוניים, תאגידים, חינוך, צבא, ביטחון, ספורט, חוצות ותעשיות בנייה. השירותים כוללים ייעוץ לקונספט של מקרה, עיצוב תלת מימד, יצירת אב טיפוס, יצירת רוטוטיפוס,קידוח CNC שירותים וייצור. ספר לנו קצת על תקציב הפרויקט שלך וזמן האספקה ​​הצפוי. אנו נתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, אתה מוזמן לפנות אלינו ישירות ( sales@pintejin.com ).