新型磁性金屬，室溫下磁熱電效應超10倍

東京大學物性研究所、理化學研究所和美國馬里蘭大學合作，成功開發出了在室溫下顯示出巨大的磁熱電效應（反常能斯特效應）的磁性金屬 Co2MnGa。反常能斯特效應雖然可以將熱能轉換成電能，但由於獲得的電壓過低，一直被認為難以用於熱電應用。

此次研發小組開發的 Co2MnGa 在室溫下顯示出超過以往最高值10倍的巨大反常能斯特效應，所以有望用於熱電應用。具體來說，10cc的體積可發電約100W以上，這個值足以用於手錶和熱流感測器等。

另外，通過對各種實驗結果進行解析，並與第一性原理計算和模型計算進行比較確認，反常能斯特效應的增大源自電子結構拓撲和名為量子相變的量子效應。運用此次的研究成果，利用反常能斯特效應這種新機制的熱電轉換元件的開發有望取得飛躍發展。

相關已於7月30日刊登在《自然-物理》（Nature Physics）的在線版上。

圖1：以往的熱電轉換技術（塞貝克效應）與採用磁性體的新技術（反常能斯特效應）的差別

研究發現，鐵磁性金屬間化合物 Co2MnGa（圖2a）在室溫下顯示出超過過去已知的最高值10倍的巨大的反常能斯特效應（圖2b）。這個值在超過室溫的高溫環境下還會進一步升高（圖2c）。由於覆蓋的溫度範圍比較大，能以不同溫度的熱源發電。另外，這種化合物製造成本低，採用無毒材料製作，耐久性和耐熱性也比較優秀，因此可用於多種場合。

圖2：Co2MnGa的巨大反常能斯特效應

文 JST客觀日本編輯部

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