科学家通过使用热量而不是电力产生磁场

时间：2021-09-18 11:25:00 来源：

在新出版的研究中，EPFL科学家首次预测并实验验证了磁塞贝克效应的存在。

EPFL科学家提供了第一个证据，以至于可以通过使用热量而不是电力来产生磁场。该现象称为磁塞克效应或“热磁化”。

电导体上的温差可以产生电场。这种称为塞贝克效应的现象位于热电（热量变成电力）的根部，并且用于驱动空间探针和电力热电发电机，并且可以在发电厂，手表和微电子中实现热收集。。理论上，还可以通过使用电绝缘体（'Thermomagnetism'）的温差产生磁场。这已被称为磁塞贝克效应，并且对未来电子产品如固态装置和磁隧晶体管具有巨大应用。在突破性的物理审查信函上出版物，已被推广到“编辑”建议“，EPFL科学家首次预测和实验验证了磁塞贝克效应的存在。

热电和“热敏”

当电导体中的电子作为对温度梯度的响应时，在1821中首次观察到1821的托马斯约翰塞贝克（Thomas Johann Seebeck）的塞贝克效应（热电）。平均而言，导体的热侧上的电子具有更多的动能，随后在较高的速度下移动而不是冷侧的电子。这导致它们从热到冷侧扩散，产生与导体的温度梯度成本成比例的电场。

使用电绝缘体而不是导体，EPFL的Jean-Philippe Ansermet领导的研究人员已经表明，也存在磁塞贝克效应。因为绝缘体不允许电子流动，所以温度梯度不会导致电子漫射。相反，它影响了构成磁性基础的电子的另一财产，并且被称为“旋转”。

在绝缘体中，温度梯度改变了电子旋转的方向。在某些条件下，这产生垂直于温度梯度方向的磁场。类似于上述热电性，热磁场的强度与沿着绝缘体的温度梯度成正比。

第一证据磁塞贝克效应

使用称为YIG（钇铁石榴石）的绝缘材料，共同作者AntonioVetrò检查磁化波沿它的传播。他发现的是，沿着绝缘体传播的磁波的方向影响了磁化损失的程度 - 一种称为磁力阻尼的现象。当波浪的方向沿着YIG匹配温度梯度的方向时，则磁化阻尼减小;当它们传播到相反的方向时，磁阻增加。

本品牌塞贝克效应结合了三个不同的物理领域：热力学，连续力学和电磁。困难在于，直到现在，没有人找到了一种努力统一他们的方法。追求这一点，首次作者SylvainBréchet建立在ErnstStückelberg（1905-1984）的工作，这是一个以前为他的教学制定了热力学形式主义的着名的瑞士物理学家。在Bréchet产生的数百个方程中，其中一个是预测温度梯度应该产生磁场。

虽然在早期阶段，但这种发现打开了用于寻址磁化阻尼的新方法。这可能对基于Spintronics（2007年诺贝尔奖）的未来设备产生了巨大影响，这是一种紧急技术领域，提供传统电子产品的替代品。在旋转式装置中，信号传输依赖于电子的旋转而不是它们的充电和运动。例如，闪铜器现场正在考虑收集来自个人计算机中使用的微处理器的热废物。

出版物：Sylvain D.Brechet等，等，“磁塞克效应的证据”，物理。莱特牧师111,087205（2013）; DOI：10.1103 / physrevlett.111.087205

研究报告的PDF副本：磁塞贝克效应的证据

图像：epfl.

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