用于热电制冷的相变诱导巨型汤姆逊效应
摘要
塞贝克效应和珀尔帖效应已被广泛研究并应用于各种热电技术中，包括热能收集和固态热泵。然而，尽管汤姆逊效应作为导体中另一种基本的热电效应，允许通过施加温度梯度偏置而不是构建结结构来实现电子制冷，但对其的基础和应用研究仍然有限。在本文中，我们报告了由于磁相变而出现的巨型汤姆逊效应的观察结果。由于与反铁磁-铁磁相变相关的塞贝克系数的陡峭温度依赖性，FeRh基合金的汤姆逊系数在室温附近达到接近 1,000 VK 的大值。该汤姆逊系数比该合金的塞贝克系数大几个数量级。使用主动热成像技术，我们证明了即使在近稳态下，同种材料中的汤姆逊制冷也可以远大于焦耳热。通过施加外部磁场或稍微改变成分，FeRh基合金中巨型汤姆逊效应的工作温度可以在很宽的范围内调节。我们的发现为热电材料科学提供了一个新方向，并为利用汤姆逊效应的热管理应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2111.02707,
title = {Phase-transition-induced giant Thomson effect for thermoelectric cooling},
author = {Rajkumar Modak and Masayuki Murata and Dazhi Hou and Asuka Miura and Ryo Iguchi and Bin Xu and Rulei Guo and Junichiro Shiomi and Yuya Sakuraba and Ken-ichi Uchida},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.02707},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 6 figures, 1 table. In Fig. 3, 4, and 5, the definition of the spatial coordinates is changed for easy comparison with previous studies and the arrows showing the charge current directions are reversed to correct a mistake. This revision does not change the conclusion and discussion of the present work and the figures in this version are the same as those in the published version