NIMS en Tohoku University hebben gezamenlijk een anisotroop magneto-Peltier-effect waargenomen - een thermo-elektrisch conversiefenomeen waarbij een eenvoudige omleiding van een laadstroom in een magnetisch materiaal verwarming en koeling induceert. Thermo-elektrische verwarming en koeling worden conventioneel bereikt door een laadstroom aan te leggen op een verbinding tussen twee verschillende elektrische geleiders. In dit onderzoek, de onderzoekers demonstreerden een nieuwe thermische regelfunctie met behulp van een enkel magnetisch materiaal zonder afhankelijk te zijn van een junctiestructuur. Hoewel het anisotrope magneto-Peltier-effect een fundamenteel thermo-elektrisch conversiefenomeen is, het is nog nooit eerder waargenomen.

Omzetting tussen ladings- en warmtestromen kan in metalen en halfgeleiders worden bereikt door middel van het thermo-elektrische effect. Hoewel het Peltier-effect bijna 200 jaar geleden werd ontdekt, wereldwijde onderzoeksactiviteiten over dit onderwerp blijven vandaag actief in een poging om de thermo-elektrische conversie-efficiëntie in elektronische apparaten te verhogen en dit fenomeen toe te passen op een breder scala aan technologieën (bijv. ontwikkeling van energiezuinigere computers).

Het door NIMS geleide onderzoeksteam gebruikte een thermische meettechniek genaamd lock-in thermografie om systematische metingen te doen van temperatuurveranderingen in een magnetisch materiaal terwijl een laadstroom werd aangelegd. Als resultaat, we zagen veranderingen in de Peltier-coëfficiënt in relatie tot de hoek tussen de richting van de laadstroom en de richting van de magnetisatie in het magnetische materiaal. Eerder is waargenomen dat het Seebeck-effect - een fenomeen waarbij een temperatuurverschil tussen een geleider een laadstroom veroorzaakt - verandert in relatie tot de richting van de magnetisatie; dit wordt het anisotrope magneto-Seebeck-effect genoemd. Echter, het anisotrope magneto-Peltier-effect, wat het omgekeerde is van het anisotrope magneto Seebeck-effect, was voor dit onderzoek niet waargenomen.

Toepassing van het anisotrope magneto-Peltier-effect kan thermo-elektrische temperatuurregeling van een magnetisch materiaal mogelijk maken door eenvoudig een laadstroom in het materiaal om te leiden en een niet-uniforme magnetisatieconfiguratie erin te creëren, in plaats van een verbinding te vormen tussen twee verschillende elektrische geleiders. In toekomstige studies, we zullen proberen magnetische materialen te identificeren en te ontwikkelen die grote anisotrope magneto-Peltier-effecten vertonen en deze toe te passen op de ontwikkeling van thermische beheertechnologieën die elektronische apparaten energie-efficiënt maken.