NIMS y la Universidad de Tohoku han observado conjuntamente un efecto magneto-Peltier anisotrópico, un fenómeno de conversión termoeléctrica en el que la simple redirección de una corriente de carga en un material magnético induce calentamiento y enfriamiento. El calentamiento y enfriamiento termoeléctricos se logran convencionalmente aplicando una corriente de carga a una unión entre dos conductores eléctricos diferentes. En este estudio, los investigadores demostraron una nueva función de control térmico utilizando un solo material magnético sin depender de una estructura de unión. Aunque el efecto magneto-Peltier anisotrópico es un fenómeno de conversión termoeléctrica fundamental, nunca antes se había observado.

La conversión entre las corrientes de carga y de calor se puede lograr en metales y semiconductores mediante el efecto termoeléctrico. Aunque el efecto Peltier se descubrió hace casi 200 años, Las actividades de investigación global sobre este tema siguen activas en la actualidad en un esfuerzo por aumentar la eficiencia de conversión termoeléctrica en dispositivos electrónicos y aplicar este fenómeno a una gama más amplia de tecnologías (por ejemplo, desarrollo de ordenadores más eficientes energéticamente).

El equipo de investigación dirigido por NIMS utilizó una técnica de medición térmica llamada termografía de bloqueo para realizar mediciones sistemáticas de los cambios de temperatura en un material magnético mientras se aplicaba una corriente de carga. Como resultado, observamos cambios en el coeficiente de Peltier en relación con el ángulo entre la dirección de la corriente de carga y la dirección de la magnetización en el material magnético. Se ha observado previamente que el efecto Seebeck, un fenómeno en el que una diferencia de temperatura entre un conductor produce una corriente de carga, cambia en relación con la dirección de magnetización; esto se llama efecto magneto-Seebeck anisotrópico. Sin embargo, el efecto magneto-Peltier anisotrópico, que es el recíproco del efecto magneto Seebeck anisotrópico, no se había observado antes de esta investigación.

La aplicación del efecto magneto-Peltier anisotrópico puede permitir el control termoeléctrico de la temperatura de un material magnético simplemente redirigiendo una corriente de carga en el material y creando una configuración de magnetización no uniforme dentro de él. en lugar de formar una unión entre dos conductores eléctricos diferentes. En estudios futuros, Intentaremos identificar y desarrollar materiales magnéticos que exhiban grandes efectos anisotrópicos magneto-Peltier y los aplicaremos al desarrollo de tecnologías de gestión térmica que hacen que los dispositivos electrónicos sean energéticamente eficientes.