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 横型熱電効果？！熱電発電デバイスの新境地拓く

  物質・材料研究機構（NIMS）の研究チームは、熱電材料と磁性材料を組み合わせたシンプルな積層構造を用いて、「横型熱電効果」を大幅に向上させる技術コンセプトを世界で初めて実証した。廃熱などを活用し電気エネルギーを得る熱電変換技術として、「ゼーベック効果」の応用研究が盛んに行われている。しかし、ゼーベック効果は熱流と電流が平行した方向に現れる「縦型」の熱電効果であり、複雑な素子構造とそれに起因する耐久性やコスト面の問題を抱えている。本研究では、シンプルな素子構造を実現し得る「異常ネルンスト効果」に着目し、シリコン上に膜厚を制御した磁性材料Fe-Gaを積層することで、室温条件下で最大で15.2 μV/Kの出力を得られることを実証している。熱電材料と磁性材料を接触させただけの極めて単純な二層構造により、Fe-Ga単体の異常ネルンスト効果（2.4 μV/K）のおよそ6倍に相当する熱電効果を発揮できることが明らかになった。本成果は「ゼーベック駆動横型磁気熱電効果」という新境地を拓くものであり、実用的な熱電発電デバイスへの応用に向けた大きな一歩となる。社会全体の省エネルギー化への貢献が期待される（DOI: 10.1002/advs.202308543）。