Trước đây, vật liệu nhiệt điện là một điểm nóng nghiên cứu, có thể tạo ra điện áp khi có sự chênh lệch nhiệt độ. Về mặt giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và giúp ngăn chặn cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu, công nghệ thu hoạch năng lượng nhiệt điện là một trong những lựa chọn tốt nhất của chúng tôi.

Tuy nhiên, có nhiều loại cơ chế nhiệt điện khác nhau, và bất chấp những nỗ lực gần đây, một số trong số chúng hiếm khi được hiểu rõ. Một nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học Hàn Quốc nhằm lấp đầy lỗ hổng kiến ​​thức này.

Một trong những cơ chế nói trên là Hiệu ứng Spin Seebeck (SSE), được phát hiện vào năm 2008 bởi một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Eiji Saitoh thuộc Đại học Tokyo, Nhật Bản dẫn đầu. SSE là một hiện tượng trong đó sự chênh lệch nhiệt độ giữa các vật liệu phi từ tính và sắt từ tạo ra một dòng điện quay.

Kiến thức về vận chuyển spin trong các thiết bị nhiệt điện giúp lấp đầy những khoảng trống như vậy

Để thu năng lượng nhiệt điện, SSE nghịch đảo là đặc biệt quan trọng. Trong một số dị cấu trúc, chẳng hạn như garnet-platinum yttrium iron (YIG / Pt), dòng điện spin tạo ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ được chuyển đổi thành dòng điện tích điện, do đó cung cấp một phương pháp tạo ra điện từ SSE nghịch đảo.

Bởi vì sự chuyển đổi spin thành điện tích này tương đối kém hiệu quả trong hầu hết các vật liệu đã biết, các nhà nghiên cứu đã cố gắng chèn một lớp molypden disulfide (MoS 2) mỏng về mặt nguyên tử vào giữa các lớp YIG và Pt. Mặc dù phương pháp này cải thiện hiệu quả chuyển đổi, nhưng cơ chế cơ bản đằng sau vai trò của lớp 2D MoS 2 trong vận chuyển spin vẫn còn khó nắm bắt.

Để giải quyết lỗ hổng kiến ​​thức này, Giáo sư Lee Sang-kwon đến từ Khoa Vật lý, Đại học Chung’an, Hàn Quốc mới đây đã dẫn đầu một nghiên cứu chuyên sâu về chủ đề này, được đăng trên tạp chí Nano Letters (“Enhanced Spin Seebeck Thermolysis Cấu trúc lai hóa Pt / Holey MoS 2 / Y 3 Fe 5 O 12 ”). Để hiểu rõ ảnh hưởng của 2D MoS 2 đến tiềm năng nhiệt điện YIG / Pt, nhiều đồng nghiệp từ Đại học Trung Quốc, Nhật Bản và Giáo sư Saitoh đã tham dự cuộc họp.

Để đạt được mục tiêu này, các nhà khoa học đã chuẩn bị hai mẫu YIG / MoS 2 / Pt với các hình thái khác nhau trong lớp MoS 2, cũng như một mẫu tham chiếu hoàn toàn không có MoS 2.

Họ đã chuẩn bị một nền tảng đo lường trong đó có thể áp dụng gradient nhiệt độ, có thể áp dụng từ trường và có thể theo dõi sự chênh lệch điện áp do dòng điện quay tiếp theo gây ra. Điều thú vị là họ phát hiện ra rằng hiệu suất nhiệt điện của SSE nghịch đảo và toàn bộ cấu trúc dị thể có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào kích thước và loại MoS 2 được sử dụng.

Đặc biệt, so với riêng YIG / Pt, việc sử dụng nhiều lớp MoS 2 xốp giữa các lớp YIG và Pt làm tăng 60% nhiệt điện.

Thông qua phân tích lý thuyết và thực nghiệm cẩn thận, các nhà khoa học xác định rằng sự gia tăng rõ ràng này là do sự thúc đẩy của hai hiện tượng lượng tử độc lập, cùng tạo thành nghịch đảo tổng SSE. Chúng được gọi là hiệu ứng Hall spin nghịch đảo và hiệu ứng Rashba-Edelstein nghịch đảo, và cả hai đều tạo ra sự tích tụ spin, sau đó được chuyển thành dòng điện nạp.

Ngoài ra, họ đã nghiên cứu cách các lỗ và khuyết tật trong lớp MoS 2 thay đổi tính chất từ ​​của cấu trúc dị thể, do đó cải thiện hiệu ứng nhiệt điện một cách thuận lợi.

Lee rất vui mừng về kết quả. Ông nói: “Nghiên cứu của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên chứng minh rằng các đặc tính từ của lớp giao diện sẽ gây ra dao động spin tại bề mặt và cuối cùng làm tăng tích tụ spin, do đó tạo ra điện áp và nhiệt năng cao hơn thông qua SSE nghịch chứng.”

Kết quả của nghiên cứu này đại diện cho một phần quan trọng của vấn đề kỹ thuật của vật liệu nhiệt điện, và có thể sớm có ý nghĩa thực tế, như Lee giải thích: “Khám phá của chúng tôi cho thấy một máy thu hoạch năng lượng nhiệt điện diện tích lớn với một lớp trung gian trong YIG / Pt Cơ hội quan trọng hệ thống.

Họ cũng cung cấp thông tin cần thiết để hiểu các nguyên tắc vật lý của sự kết hợp giữa hiệu ứng Rashba-Edelstein và SSE trong vận chuyển spin. Ông nói thêm rằng nền tảng đo lường SSE của họ có thể giúp ích rất nhiều cho việc nghiên cứu các loại hiện tượng vận chuyển lượng tử khác, chẳng hạn như hiệu ứng Hall và Nernst theo hướng thung lũng.

Liên kết đến bài viết này : Kiến thức về vận chuyển spin trong các thiết bị nhiệt điện giúp lấp đầy những khoảng trống như vậy

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Kiến thức về vận chuyển spin trong các thiết bị nhiệt điện giúp lấp đầy những khoảng trống như vậyPTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Dịch vụ. Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Nhà sản xuất gia công quy mô lớn túi y tế, cung cấp dịch vụ thiết kế 3D, mẫu thử nghiệm và giao hàng toàn cầu. Cũng cung cấp các loại vỏ cứng, EVA nửa cứng, bao mềm, túi và nhiều thứ khác cho OEM. Tất cả các trường hợp được thực hiện tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật với sự kết hợp vô hạn của nguyên vật liệu, khuôn, túi, vòng, khóa kéo, tay cầm, logo và phụ kiện. Các tùy chọn chống va đập, chống nước và thân thiện với môi trường. Bộ phận y tế, phản hồi khẩn cấp, Phần điện tử, các ngành công nghiệp, giáo dục, quân sự, an ninh, thể thao, ngoài trời và xây dựng. Các dịch vụ bao gồm tư vấn khái niệm trường hợp, thiết kế 3D, tạo mẫu, tạo mẫu,Khoan CNC Dịch vụ và sản xuất. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi ( [email protected] ).

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *