Un equipo de investigadores, afiliado a UNIST ha introducido recientemente una nueva clase de materiales magnéticos para caloritrónicos de espín. Publicado en la edición de febrero de 2021 de Comunicaciones de la naturaleza , las aplicaciones STE demostradas de una nueva clase de imanes allanarán el camino para el reciclaje versátil del calor residual ubicuo. Este avance ha sido dirigido por el profesor Jung-Woo Yoo y su equipo de investigación en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UNIST.

La termoeléctrica de giro es una tecnología termoeléctrica emergente que ofrece la recolección de energía a partir del calor residual. Esto ha atraído un interés de investigación sustancial con las ventajas potenciales de la escalabilidad y la eficiencia de conversión de energía, gracias a trayectorias ortogonales para el flujo de calor y carga. Sin embargo, Los aisladores magnéticos utilizados anteriormente para termoeléctricos de espín plantean desafíos para la ampliación debido al procesamiento a alta temperatura y la dificultad en la deposición de áreas grandes. señaló el equipo de investigación.

En este estudio, el equipo de investigación introdujo un imán basado en moléculas, Cr-PBA, como aislante magnético alternativo para la conversión de energía térmica a eléctrica mediada por magnones. Según el equipo de investigación, la película magnética molecular estudiada tiene varias características ventajosas sobre los aislantes magnéticos inorgánicos en términos de aplicaciones de spin TE (STE). En efecto, Implica rutas sintéticas versátiles aptas para la deposición de grandes áreas a temperatura ambiente, además de una débil interacción espín-rejilla y baja conductividad térmica.

"El crecimiento de Cr-PBA se realizó a temperatura ambiente mediante el método de deposición electroquímica (ECD), que podría ofrecer una producción escalable de películas delgadas, "señaló el equipo de investigación." Esta técnica de deposición se puede adaptar fácilmente para el área grande y la producción en masa de película delgada, que puede presumir de un importante mérito de STE, es decir, escalabilidad de área grande ".

Según el equipo de investigación, varias otras metodologías, como pintar e imprimir, también se puede utilizar para revelar la película PBA. También señalaron que la generación y transferencia de magnones son procesos esenciales para la recolección de energía STE, así como tecnología de la información magnon. Los resultados experimentales también indicaron que las excitaciones de los magnones de baja energía en esta clase de imanes eran mucho más fuertes que las de los imanes inorgánicos típicos. Además, los estudios de resonancia ferromagnética exhibieron una constante de amortiguamiento de Gilbert extremadamente baja, lo que indica una baja pérdida de magnones generados por calor. Es más, la baja conductividad térmica determinada en la película magnética basada en moléculas estudiadas es un beneficio accesorio para la recolección de energía STE porque ayuda a mantener un gradiente de temperatura más alto a través de la película, señaló el equipo de investigación.

"Nuestro estudio muestra que las excitaciones y transferencias de magnones en este imán híbrido son muy eficientes, sugiriendo imanes basados ​​en moléculas, junto con su versatilidad sintética, podrían ser alternativas sobresalientes para diversas aplicaciones de caloritrónico de espín, así como espintrónica magnon, "dijo el equipo de investigación.

Los hallazgos de esta investigación se publicaron en la edición de febrero de 2021 de Comunicaciones de la naturaleza . Este estudio ha sido realizado conjuntamente por el profesor Joonki Suh (Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, UNIST), Profesor Byoung-Chul Min (Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea, KIST), y dos graduados del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de UNIST — Dr. Jungmin Park (KBSI) y la profesora Mi-Jin Jin (Universidad de Dankook).