La aplicación de un gradiente de temperatura y una corriente de carga a un conductor eléctrico conduce a la liberación y absorción de calor. A esto se le llama efecto Thomson. En una primera NIMS y AIST han observado directamente el efecto magneto-Thomson, que es la modulación inducida por el campo magnético del efecto Thomson. Este éxito puede contribuir al desarrollo de nuevas funciones y tecnologías para la gestión de la energía térmica y a los avances en la física fundamental y la ciencia de los materiales sobre conversión magneto-termoeléctrica.

El efecto Seebeck y el efecto Peltier se han investigado exhaustivamente para su aplicación a las tecnologías de conversión termoeléctrica. Junto con estos efectos, El efecto Thomson se conoce desde hace mucho tiempo como un efecto termoeléctrico fundamental en metales y semiconductores. Aunque la influencia de los campos magnéticos y el magnetismo en los efectos de Seebeck y Peltier se ha entendido bien como resultado de muchos años de investigación, la influencia sobre el efecto Thomson no se ha aclarado porque es difícil de medir y evaluar.

Este equipo de investigación dirigido por NIMS observó la liberación y absorción de calor inducidas en un conductor eléctrico al crear simultáneamente un gradiente de temperatura a través de él. pasar una corriente de carga a través del gradiente, y aplicando un campo magnético. El equipo midió con precisión los cambios de temperatura en el conductor asociados con la liberación y absorción de calor mediante una técnica de detección de calor llamada termografía de bloqueo. Como resultado, Se encontró que la cantidad de calor liberado y absorbido era proporcional tanto a la magnitud del gradiente de temperatura como a la corriente de carga. Además, el equipo observó una fuerte mejora del cambio de temperatura resultante cuando se aplicó un campo magnético al conductor. Las mediciones sistemáticas realizadas en este estudio demostraron que las señales de absorción y liberación de calor detectadas bajo un campo magnético fueron generadas por el efecto magneto-Thomson. Este efecto observado en la aleación de bismuto-antimonio utilizada en este experimento mostró un rendimiento de conversión termoeléctrica muy alto. que puede alcanzar el nivel de rendimiento de conversión termoeléctrica de los efectos Seebeck y Peltier.

Esta investigación reveló la naturaleza fundamental del efecto magneto-Thomson y estableció técnicas para medir y evaluar el efecto. Continuaremos los estudios de física y ciencia de los materiales sobre el efecto magneto-Thomson y crearemos nuevas funciones de conversión termoeléctrica basadas en este efecto. Específicamente, planeamos aplicarlo al desarrollo de tecnologías de gestión térmica que se puedan utilizar para aumentar la eficiencia de los dispositivos electrónicos. También esperamos observar nuevos fenómenos físicos relacionados con la interacción del calor, electricidad, y magnetismo.

Esta investigación fue publicada en Cartas de revisión física