Spin Seebeck effect in core-shell magnetic nanocomposites
Project goals
The aim of the project is the preparation of nanocomposites capable to generate electrical energy by means of transverse thermoelectric effects, in particular the recently experimentally confirmed spin Seebeck effect (SSE). This effect consists of spin current generation by temperature gradient applied across a thin magnet and the conversion of it to electrical current by means of the inverse spin Hall effect in the attached metallic layer. Proposed device will have nanocomposite character formed by ferrimagnetic cores (FM) coated with a thin layer of non-magnetic metal (NM). Due to alternation of FM and NM materials at nanoscale and connection of NM layers in parallel, the nanocomposites will solve two obstructions which limit the use of SSE for effective thermoelectric conversion: the high resistance of the thin NM layer and the small usable volume of FM caused by the short propagation of the spin current. The starting FM will be magnetite Fe3O4 which has presently the best SSE performance and our team has long-standing experience with its preparation in the form of nanoparticles.
Keywords
Transverse thermopowerspin-Seebeck effectNernst effectnanocomposites
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
19-06433S
Alternative language
Project name in Czech
Spinový Seebeckův jev v magnetických nanokompositech na bázi obalených částic
Annotation in Czech
Cílem projektu je příprava nanokompozitů schopných vytvářet elektrickou energii pomocí příčných termoelektrických jevů, především nedávno experimentálně potvrzeného spinového Seebeckova efektu (SSE). Tento jev spočívá v generaci spinového proudu prostřednictvím teplotního gradientu napříč tenkou vrstvou magnetického materiálu, který je následně konvertován na elektrický proud pomocí inverzního spinového Hallova jevu v přiložené snímací kovové vrstvě. Navrhovaná součástka má nanokompozitní charakter a je složená z ferrimagnetických (FM) jader, která jsou obalena tenkou vrstvou nemagnetického kovu (NM). Díky střídání FM a NM materiálů v nanoměřítku a propojení NM vrstev paralelním způsobem, budou připravené nanokompozity řešit souběžně dvě překážky kriticky limitující využití SSE pro efektivní termoelektrickou konverzi: vysoký odpor tenké NM vrstvy a omezený využitelný objem FM způsobený limitovaným dosahem spinového proudu. Výchozím FM bude magnetit Fe3O4, který má v současné době nejlepší SSE vlastnosti a náš tým má dlouholeté zkušenosti s jeho přípravou ve formě nanočástic.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2019
Realization period - end
Jun 30, 2022
Project status
—
Latest support payment
Apr 1, 2022
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP23-GA0-GA-R
Data delivery date
Jun 26, 2023
Finance
Total approved costs
7,700 thou. CZK
Public financial support
7,436 thou. CZK
Other public sources
201 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 700 CZK thou.
Public support
7 436 CZK thou.
96%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Solution period
01. 01. 2019 - 30. 06. 2022