Letter

材料:NaxCo2O4の高い熱電能の有望な起源としてのスピンエントロピー

Nature 423, 6938 doi: 10.1038/nature01639

電場のかかった固体中で起こる電子の流れは、電荷の流れのほかにエントロピーの流れも引き起こす。これがペルチェ効果であり、すべての熱電冷蔵庫の基礎となっている。熱電冷却の応用へ関心が高まるにつれて、より効率のよいペルチェ材料の探索が行われるようになり、また電子―電子相互作用がいかに遷移金属酸化物等の熱電能を増加させるかを探る理論研究も再燃させた。熱電能を向上させる重要な要素はスピンエントロピーであり、エントロピー流を支配していると予測されている。しかしながら、スピン―エントロピー成分の決定的な証拠、すなわち縦磁場中でのスピンの完全な抑制は今まで報告されていない。今回我々は、層状酸化物NaxCo2O4における抑制の証拠を、縦磁場および横磁場中の熱電能と磁化の計測に基づいて報告する。熱電能の磁場に対する強い依存性は、強い電子―電子相互作用の効果が固体の電子的挙動を質的に変えうることの、まれだが明白な例である。より良いペルチェ材料の探索に向けて、スピン―エントロピーが遷移金属酸化物の熱電能の増強を支配しているという我々の発見の意義を論じる。

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