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論文

Machine-learning guided discovery of a new thermoelectric material

岩崎悠真*; 竹内一郎*; Stanev, V.*; Gilad Kusne, A.*; 石田真彦*; 桐原明宏*; 井原和紀*; 澤田亮人*; 寺島浩一*; 染谷浩子*; et al.

Scientific Reports (Internet), 9, p.2751_1 - 2751_7, 2019/02

https://doi.org/10.1038/s41598-019-39278-z

被引用回数：61 パーセンタイル：92.99(Multidisciplinary Sciences)

Thermoelectric technologies are becoming indispensable in the quest for a sustainable future. Recently, an emerging phenomenon, the spin-driven thermoelectric effect (STE), has garnered much attention as a promising path towards low cost and versatile thermoelectric technology with easily scalable manufacturing. However, progress in development of STE devices is hindered by the lack of understanding of the fundamental physics and materials properties responsible for the effect. In such nascent scientific field, data-driven approaches relying on statistics and machine learning, instead of more traditional modeling methods, can exhibit their full potential. Here, we use machine learning modeling to establish the key physical parameters controlling STE. Guided by the models, we have carried out actual material synthesis which led to the identification of a novel STE material with a thermopower an order of magnitude larger than that of the current generation of STE devices.

論文

Gamma radiation resistance of spin Seebeck devices

Yagmur, A.*; 内田健一*; 井原和紀*; 井岡郁夫; 吉川貴史*; 小野円佳*; 遠藤純一*; 柏木王明*; 中島哲也*; 桐原明宏*; et al.

Applied Physics Letters, 109(24), p.243902_1 - 243902_4, 2016/12

https://doi.org/10.1063/1.4971976

被引用回数：3 パーセンタイル：14.71(Physics, Applied)

スピンゼーベック効果(SSE)に基づく熱電素子の線抵抗性を調べるため、約310 $^{5}$ Gyの線照射試験を実施した。SSE素子には、Pt/Ni $_{0.2}$ Zn $_{0.3}$ Fe $_{2.5}$ O $_{4}$ /GlassとPt/Bi $_{0.1}$ Y $_{2.9}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$ /Gd $_{3}$ Ga $_{5}$ O $_{12}$ を用いた。SSE素子の熱電特性,磁気特性、構造は、線照射により影響されないことを確認した。この結果は、SSE素子が厳しい照射環境でさえ熱電素子として適用可能なことを示した。

論文

Flexible heat-flow sensing sheets based on the longitudinal spin Seebeck effect using one-dimensional spin-current conducting films

桐原明宏*; 近藤幸一*; 石田真彦*; 井原和紀*; 岩崎悠真*; 染谷浩子*; 松葉明日華*; 内田健一*; 齊藤英治; 山本直治*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.23114_1 - 23114_7, 2016/03

https://doi.org/10.1038/srep23114

被引用回数：62 パーセンタイル：90.45(Multidisciplinary Sciences)

ヒートフローセンシングは、将来的にスマート熱管理の重要な技術要素となることが期待されている。従来、ゼーベック効果に基づく熱電変換技術は、熱の流れを電圧に変換することによって熱流を測定するために使用されてきた。しかし、ユビキタス・ヒートフロー可視化のためには、非常に低い熱抵抗を有する薄く柔軟なセンサが非常に望まれている。近年、別のタイプの熱電効果である縦スピンゼーベック効果が大きな関心を集めている。これは縦スピンゼーベック効果が、単純な薄膜デバイス構造のような熱電アプリケーションにとって有利な機能を潜在的に提供するためである。ここでは、縦スピンゼーベック効果ベースのフレキシブル熱電シートを紹介する。このシートは、熱流検出の用途に特に適している。この熱電シートは、「フェライトめっき」として知られているスプレーコーティング法を用いてフレキシブルプラスチックシート上に形成されたNi $_{0.2}$ Zn $_{0.3}$ Fe $_{2.5}$ Oフィルムを含んでいる。実験結果は、膜面に垂直に配向した柱状結晶構造を有するフェライトめっき膜が、曲げ可能な縦スピンゼーベック効果ベースのセンサに適した独特の一次元スピン流導体として機能することを示唆している。この新しく開発された薄い熱電シートは、熱流の本来の流れを妨げることなく、さまざまな形の熱源に取り付けられ、多目的な熱流の測定と管理につながる。