[发明专利]热电体

说明书

技术领域

本发明涉及用于利用了反常(anomalous)能斯特效应的热电发电 元件的热电体。

背景技术

在强磁性体中呈现的反常能斯特效应是在与热流和磁化垂直的方 向产生电场的现象。作为热电发电技术而迄今为止被研究的塞贝克效 应由于为在同轴方向出现热流和电场的现象，因此在将来自热源的热 能转换为电能时，需要制作将p型半导体和n型半导体相互地串联连 接而排列为矩阵(matrix)状的复杂结构。

另一方面，如果将反常能斯特效应利用于热电发电，则由于相对 于在面外流动的热流，在面内方向产生电场，因此可在将磁线在热源 的面内方向延伸的非常简单的结构中进行热电转换。因此，根据利用 了反常能斯特效应的热电发电，可得到例如容易应用于圆筒状等非平 坦性的热源、可使元件低成本化这样的优点。

作为与这样的热电发电元件有关的技术，例如在专利文件1中， 公开了一种热电发电器件，其具有在基板上设置的、包括在规定的方 向磁化了的强磁性体的发电体，构造该发电体使得通过反常能斯特效 应，利用相对于磁化方向的垂直方向的温度差进行发电。而且，在专 利文献1的说明书第0019段中，记载了发电体包含具有高的磁各向异 性的L1o型有序合金的优选主旨。予以说明，在相同的第0019段中， 作为具有高的磁各向异性的L1o型有序合金，例示了FePt、CoPt、 FePd、CoPd、FeNi、MnAl、MgGa等。另外，在非专利文献1中， 公开了各种温度下的Fe、Co、Ni等纯金属的塞贝克系数与能斯特系 数。另外，在非专利文献2中，作为热电材料公开了Ga_1-xMn_xAs。例 如，从非专利文献2的图3可了解到，在室温下，失去强磁性，不呈 现反常能斯特效应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2014-72256号公报

非专利文献

非专利文献1：宫里卓郎著，「遍歴強磁性体の異常ホール効果 と異常ネルンスト効果」，东京大学博士论文，2007年

非专利文献2：Puetal.,PhysicalReviewLetters,2008,vol.101, 117208

发明内容

发明所要解决的课题

在迄今为止的报告中，显示由反常能斯特效应产生的电压的大小 的热电能S_ANE(通过1K的温度差产生的电压)只不过为1～2μV左 右。因此，为了使利用了反常能斯特效应的热电发电实用化，改善热 电能是必须的。为了改善热电能，需要增大反常能斯特角θ_ANE(反常 能斯特角θ_ANE＝能斯特系数/塞贝克系数)，该反常能斯特角θ_ANE表示 从在物质中产生的塞贝克电流向反常能斯特电流的转换率。基于非专 利文献1的公开内容，如果分别算出Fe、Co、Ni的反常能斯特角， 则Fe为约2％，Co为约1％，Ni为约0.4％。另外，基于非专利文献 2的公开内容，如果算出反常能斯特角，则Ga_1-xMn_xAs的反常能斯特 角在110K左右的温度时最大成为6～7％。这样，在以往技术中，由 于反常能斯特角小，因此使利用了反常能斯特效应的热电发电实用化 是困难的。

因此，本发明以提供一种可使反常能斯特角增大的热电体为课题。

由于解决课题的手段

本发明人进行了专心研究，结果发现，通过在铁中掺杂铱，可使 反常能斯特角增大。根据本发明人的实验，通过调整铱的掺杂量，可 使反常能斯特角最大增大至38％。本发明是基于该发现而完成的。

为了解决上述课题，本发明采用了以下手段。即，

本发明为热电体，该热电体用于利用了反常能斯特效应的热电发 电元件且为磁性体，其特征在于，包含掺杂了铱的铁。

通过在铁中掺杂铱，可使反常能斯特角增大。因此，通过采用这 样的实施方式，能够提供一种可使反常能斯特角增大的热电体。由于 通过将本发明的热电体用于利用了反常能斯特效应的热电发电元件， 可提高从在物质中产生的塞贝克电流向反常能斯特电流的转换率，因 此可认为变得易于使利用了反常能斯特效应的热电发电实用化。