Thermal Spin-Transfer Torques in Magnetoelectronic Devices
我们预测，铁磁体的磁化方向可以被自旋转移力矩逆转伴随自旋极化热电热流。我们说明的概念，通过应用有限元理论的热电输运无序磁电子电路和设备的金属自旋阀。当热化不完全时，在正常金属间隔物中发现自旋热累积矢量，即，多数和少数自旋的温度方向不平衡。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistive property study of direct and indirect band gap thermoelectric Bi-Sb alloys
我们报告的直接和间接带隙铋锑（Bi-Sb）合金的磁阻性能。带隙随磁场的增大而增大。观察到接近400%的大的正磁阻（MR）。低场MR经历二次增长，并且在高场下，它遵循几乎线性的行为，没有饱和的迹象。从低场MR数据提取的载流子迁移率显示出显著的高值。MR和流动性之间的相关性被揭示。我们证明，在高场的强近线性MR可以很好地理解的经典方法，共同建立的Parish和Littlewood。
2014-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Giant thermoelectric effect in Al2O3 magnetic tunnel junctions
磁性纳米结构中的热电效应和所谓的自旋热电子学引起了人们的极大兴趣。事实上，它提供了一种新的方式来控制和操纵自旋电流，这是基于自旋的电子学的关键要素。本文报道了Al_2O_3磁性隧道结的巨磁热电效应。这种几何形状的热电压可以达到1 mV。此外，磁热电压效应可以用类似于隧道磁阻比的比率来测量。然后，可以通过改变隧道结中的两个磁性层的相对磁化取向来调谐塞贝克系数。因此，我们的实验扩展了自旋电子器件的应用范围，热电和提供了一个重要的信息，了解热自旋输运的物理。
2011-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anisotropic Transport for Parabolic, Non-Parabolic and Linear Bands of Different Dimensions
各向异性热电是近年来研究的热点之一。输运分布函数在各向异性热电体的建模中起着核心作用。以往的各向异性输运研究采用的是数值积分方法，不能反映输运分布函数和态密度在带边的急剧变化。然而，输运分布函数和态密度在能带边缘的急剧变化在提高热电性能中起着核心作用。因此，需要一种分析方法，这是强大的建模的急剧变化的输运分布函数和态密度在带边。据我们所知，目前还没有文献在不同的假设条件下，对不同类型、不同维度的带谷的各向异性输运分布函数的解析模型进行系统的研究。因此，本论文的主要重点是发展这样一个强大的分析方法对各向异性输运分布函数建模。因此，我们的贡献是：1）在弛豫时间近似和平均自由程近似下，我们发展了一种系统的方法来模拟3D、2D和1D系统的各向异性输运分布函数，包括抛物型、非抛物型和线性色散关系：2）我们发现在一定条件下，Onsage输运关系可以被破坏;（3）将新方法与传统的数值方法进行了比较。
2014-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effects in FeCo|MgO|FeCo magnetic tunnel junctions
采用推广的Landauer-Büttiker方法，从第一性原理出发研究了FeCo |MgO|（001）磁性隧道结的热电系数（Seebeck系数和热导率）.与外延Fe |MgO| Fe（001）MTJ相比，FeCo |MgO| FeCo（001）MTJ通常产生较小的热电效应。的（磁）塞贝克效应是敏感的FeCo $|$ MgO界面的细节。界面氧空位（OV）的存在可以显著增强MTJ的热电效应。我们还计算了角相关的Seebeck系数，提供更多的信息有关的运输物理。我们报告在室温下的Wiedemann-Franz定律的大偏差。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric power factor of a 70 nm Ni-nanowire in a magnetic field
在微型实验室中研究了单根纳米线（NW）的热电（TE）特性，并测定了其塞贝克系数S和电导率σ。观察到70 nm铁磁Ni-NW的磁化强度对其功率因数S^{2}σ的显著影响。我们检测到一个强的磁热电势效应（MTP）的约10%和各向异性磁阻（AMR）作为一个外部磁场B的功能在1%的顺序。在T = 295 K和B = 0 T时，我们测定了S = -（19 \pm 2）μV/K的绝对值。在零场下，使用热导率的Wiedemann-Franz定律计算优值系数ZT \approx 0.02。在B = 0.5 T时，热电势S作为B的函数显著增加至10%，磁热电势为\partialS / \partialB \approx -（3.8 \pm 0.5）μV/（K.T）。AMR与MTP之间存在\partials / \partialr \approx-11 \pm 1（\partials = \partialS /S）的相关性。在横向磁场（B =0.5T）中，由于功率因数提高了近20%，TE效率提高了。
2011-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant transverse and longitudinal magneto-thermoelectric effect in polycrystalline nodal-line semimetal Mg3Bi2
拓扑半金属由于其独特的、非平凡的费米面电子结构拓扑，为探索新的热电现象提供了新的机会。在这项研究中，我们报告的发现，巨大的横向和纵向磁热电（MTE）效应的Mg3 Bi 2，这是预测的II型半金属的自旋轨道耦合（SOC）的情况下，在没有。在13.5 K和6 Tesla下，最大横向功率因数为2182 μWm^{-1}K^{-2}。在15 K和13 Tesla下，纵向功率因数高达3043μWm^{-1}K^{-2}，比零强度磁场高20倍，也可与最先进的MTE材料相媲美。通过补偿镁的损失，在富镁的条件下转向载流子浓度，在这项工作中获得的样品显示出一个大的线性非饱和磁电阻的940%下的14特斯拉的字段。这是一个两个数量级的增加，相对于正常的镁缺乏Mg3 Bi 2样品。使用密度泛函计算，我们属性的基本机制，没有SOC和各向异性的费米面形状与SOC的父线电子结构，突出了高载流子迁移率和开放的电子轨道在时刻空间中的重要作用。我们的工作提供了一个新的途径，通过设计费米面与特殊的拓扑电子结构的新型量子材料的高效热电材料。
2022-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural heterogeneity-induced enhancement of transverse magneto-thermoelectric conversion revealed by thermoelectric imaging in functionally graded materials
National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（国立产业技术综合研究所）；Department of Advanced Materials Science, Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究生院先进材料科学系）
研究通过功能梯度材料中的热电成像技术，发现结构异质性对横向磁热电转换的增强效应，揭示了原子异质性在晶化前对异常Ettingshausen效应的显著影响。
2026-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Large longitudinal and anomalous transverse Magneto-thermoelectric effect in kagome antiferromagnet FeGe
Hangzhou Normal University（杭州师范大学）；Shanghai University（上海大学）；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）；Zhejiang University（浙江大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Northeastern University（东北大学）
kagome反铁磁体FeGe中观测到高导热电导率和异常Nernst效应，揭示其在磁热电应用中的潜力。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Optimal Band Structure for Thermoelectrics with Realistic Scattering and Bands
了解如何优化热电器件的电子能带结构是一个长期感兴趣的话题。现有的模型已被限制到简化的频带和/或散射模型。在这项研究中，我们应用更严格的散射处理更现实的模型能带结构-向上抛物带，弯曲到一个倒抛物行为-包括多个波段的情况下。与常见的描述符（例如，品质因数和复杂性因子），多个袋改善热电性能的程度受到带间散射和带的相对形状的限制。我们建立了极端各向异性的“平坦和色散”带，虽然在理论上表现最好，但在实践中可能并不代表一个有前途的设计策略。关键是，我们确定最佳带宽，依赖于温度和晶格热导率，从理论上可以显着提高$zT$通过本征能带结构单独可达到的值的完美的传输截止。我们的分析应该是广泛有用的热电研究界的眼睛$zT>3$。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Vacancy Effects on Electric and Thermoelectric Properties of Zigzag Silicene Nanoribbons
研究了具有横向对称性的锯齿形硅烯纳米晶体中单空位、双空位和线性空位的晶体重构。利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法研究了它们对材料电性能和热电性能的影响。特别是，我们专注于自旋分辨电导，磁电阻和电流-电压曲线。在MV中形成5-原子环，在DV中形成5-8-5环结构，并且在LV中形成8-4-8-4环结构。当横向对称性被空位打破时，特别是当空位位于带的边缘时，线性电导变得强烈地依赖于自旋。巨磁电阻效应会被非对称空位所掩盖。当存在LV和不对称MV或DV时，可能出现单自旋负微分电阻。一个强大的自旋塞贝克效应，预计在室温下在ZSiNR与LV。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transverse thermoelectric effect in La0.67Sr0.33MnO3|SrRuO3 superlattices
研究了由La_（0.67）Sr_（0.33）MnO_3和SrRu_（0.33）O_3层组成的铁磁超晶格在外加磁场中对离面热流响应的横向热电效应。采用脉冲激光沉积法在SrTiO3衬底上制备了超晶格。我们发现，在200 K的超晶格的横向热电电压的符号是相反的La 0.67 Sr 0.33 MnO 3和SrRuO3单层，这意味着自旋塞贝克效应的超晶格内部的重要作用。在10 K时，由于超晶格中各层之间的反铁磁耦合，磁热电曲线从零场偏移。
2015-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge Channel Dominated Magnetotransport in PbTe Wide Parabolic Quantum Wells
在PbTe宽抛物量子阱（WPQW）中观察到霍尔电阻中的平台状结构，其对应于与从量子霍尔效应已知的相同方式的Shubnikov-de Haas振荡。同时，观察到对应于Rxx和Rxy中的结构的非局部信号。我们发现一个标准的量子霍尔系统和这个准三维WPQW系统之间的惊人的对应关系。
1997-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetobreakdown oscillations of Nernst-Ettingshausen field in layered conductors
在所提出的报告中，能斯特-艾丁斯豪森效应在分层导体进行了研究。考虑由一个微波纹圆柱和两个周期性分布在动量空间中的波纹平面组成的费米面（FS），在一般假设下考虑了热电效应对磁击穿概率的影响。作为外部广义力的结果，具有多片FS的层状导体中的FS片看起来如此接近，以至于载流子（作为磁击穿的结果）可以从一个FS片移动到另一个FS片。此外，还计算了在不同磁场$B$大小和方向下，载流子的分布函数和热电场沿层法线方向的磁击穿振荡。它表明，如果磁场从$xz$平面偏转一个角度$φ$，沿垂直于层的条件下$\sinφ\tan\vartheta \gg 1$的热电场的振荡部分主要是由能斯特-艾丁斯豪森效应。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport in wide parabolic PbTe quantum wells
本文从理论和实验上研究了由PbTe p-n-p结构组成的宽抛物型PbTe单量子阱的三维和二维行为。为了计算垂直于二维平面的磁场中的态密度，一个简单的模型结合了二维子带能级和三维朗道能级。结果表明，在约300 nm的沟道宽度上，可以期望同时观察到3D和2D行为。选择性接触霍尔棒样品的磁输运实验在温度低至T = 50 mK和磁场高达B = 17 T下进行。
1997-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
MnP films with desired magnetic, magnetocaloric and thermoelectric properties for a perspective magneto-thermo-electric cooling device
一种透视磁热电冷却装置（MTECD），包括中心磁热（MC）材料（例如，Gd）夹在两个热电（TE）材料（例如，MNP）。MTECD中TE材料的存在引导热流方向并增强热脉动。在这种情况下，使用在相似温度区域内将大TE与小MC特性相结合的铁磁TE材料可以提高磁通量密度和热交换效率。在这里，我们表明，具有所需的磁性，MC和TE性能的MnP纳米棒结构的薄膜是非常有前途的用于MTECD。使用分子束外延在300、400和500°C下在Si衬底上生长膜。400 oC样品显示出所需的TE和MC组合。在室温下获得了24.06 μW m ~（-1）K ~（-2）的大功率因数。在该温度区域中，膜表现出小的MC效应（在m0 H = 2 T时，-Δ SM ~ 0.64J/kg K和Δ Tad ~ 0.3K），但是铁磁性引起中心MC材料的增强的MC效应。这些特性可以使MTECD能够在高频下操作。
2021-12-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Change-over of carrier type and magneto-transport property in Cu doped Bi2Te3 Topological Insulators
研究了Cu掺杂Bi_2Te_3拓扑绝缘体的结构、电阻率、热电势和磁输运性质。通过霍尔效应和热电功率测量，观察到Bi_2Te_3中Te位Cu掺杂引起的载流子从n型向p型的调谐。Cu的掺杂降低了载流子的迁移率，这说明费米能级从体导带向体价带移动。此外，在高磁场下，纯Bi_2Te_3的线性磁电阻（LMR）与时间反转对称性（TRS）保护的无带隙拓扑表面态有关，而Cu的掺杂破坏了TRS，使带隙开放，从而猝灭了LMR。
2016-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the magneto-Peltier and magneto-Seebeck effects in magnetic tunnel junctions
理解磁性隧道结（MTJ）中的热生成和传输过程是朝着改善其在当前存储器件中的应用迈出的重要一步。最近的工作已经在实验上证明了MTJ中的磁塞贝克效应，其中结的塞贝克系数随着磁配置从平行（P）到反平行（AP）配置的变化而变化。在这里，我们报告的研究，其尚未探索的互惠效应，磁珀耳帖效应，其中通过改变MTJ的磁配置，改变由隧穿电子携带的热流。磁珀耳帖信号，反映了在P和AP配置之间的结的温度差的变化与施加的电流在小的偏置线性缩放，但在大的偏置制度大大增强，由于高阶焦耳加热机制。通过仔细提取反映磁珀耳帖效应的线性响应，并将其与在同一设备上进行的磁塞贝克测量进行比较，我们观察到与Onsager互易性一致的结果。我们估计磁珀耳帖系数为13.4 mV的线性制度，使用三维热电模型。我们的研究结果开辟了可编程热电器件的基础上的珀耳帖效应在MTJ的可能性。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Deposition temperature dependence of thermo-spin and magneto-thermoelectric conversion in Co$_2$MnGa films on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$ and Gd$_3$Ga$_5$O$_{12}$
本文研究了在不同沉积温度下生长在$_3$ Fe $_5$ O $_{12}$（YIG）和$_3$ Ga $_5$ O $_{12}$（GGG）衬底上的CoPDMATHABMM MnGa（CMG）Heusler合金薄膜的热自旋和磁热电转换特性。X射线衍射、磁化强度和电输运测量表明，在高衬底温度下的沉积诱导CMG的结晶结构，而在500 °C（550 °C）及以上制备的YIG（GGG）上的CMG膜的电阻率变得太高，由于大的粗糙度而不能测量热自旋和磁热电效应，凸显了在石榴子石结构上制造高度有序的连续CMG膜的难度。我们的锁相热成像测量结果表明，在高衬底温度下的沉积结果在电流引起的温度变化的CMG/GGG和CMG/YIG的减少的增加。前者表明CMG的反常Ettingshausen效应通过晶化而增强。后者可以解释为叠加的反常Ettingshausen效应和自旋Peltier效应引起的正（负）电荷自旋转换的非晶（结晶）CMG薄膜。这些结果为基于Heusler合金的自旋热电子器件的构建提供了启示。
2022-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quasi-two-dimensional thermoelectricity in SnSe
硒化亚锡是一种层状半导体，是黑磷的极性类似物，作为热电材料具有很大的兴趣。不寻常的是，空穴掺杂的SnSe在高电导率下支持大的塞贝克系数，这至今尚未得到解释。角分辨光发射光谱、光反射光谱和磁输运测量揭示了多谷价带结构和准二维色散，实现了Hicks-Dresselhaus热电，有助于在高载流子密度下的高塞贝克系数。我们进一步证明，在剥离的SnSe晶体管的空穴积累层表现出高达$250~\mathrm{cm^2/Vs}$在$T=1.3~\mathrm{K}$的场效应迁移率。因此，SnSe被发现是一种高品质的，准二维半导体热电应用的理想选择。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport and thermoelectric studies of antiperovskite semimetal: Mn3SnC
本研究针对反钙钛矿磁性节线半金属Mn₃SnC开展磁输运与热电特性研究，揭示了其磁转变附近的磁阻、热电信号异常及多带散射等关键物理行为。
2024-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Kinetic Theory of Thermoelectric and Thermal Transport in a Magnetic Field
我们提出了一个一般的量子动力学理论，占之间的相互作用的温度梯度，动量空间的Berry曲率的布洛赫电子，和布洛赫态散射。使用的理论，结合了存在的温度梯度通过引入“热矢量势”，我们推导出一个量子动力学方程的布洛赫电子在存在的障碍和温度梯度。考虑到电场和磁场的存在下，量子动力学方程，我们推导出可以计算在任意阶的电场$\vec{E}$，磁场$\vec{B}$，和温度梯度$\nabla T$强度$|\vec{E}|^a |\vec{B}|^b |\nabla T|^c$的输运系数。我们的理论能够系统地计算具有动量空间Berry曲率的系统的磁热电和磁热传导率。作为说明，我们从一般的微观电子模型推导出在平行的温度梯度和磁场谷之间的电子泵抽速率的一般表达式。从这个表达式中，我们可以找到一个类似于莫特关系的关系，即温度梯度引起的泵浦速率与电场引起的泵浦速率之间的关系。我们还将我们的理论应用到Weyl半金属的两带模型中，研究了磁场中的热电和热输运。结果表明，手征反常诱导的热电传导满足Mott关系，手征反常诱导的热传导违反Wiedemann-Franz定律，这与半经典波包动力学的结果一致.
2020-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric and thermoelectric transport in graphene and helical metal in finite magnetic fields
我们研究了在随机分布的杂质存在下，拓扑绝缘体和石墨烯的表面态的电学和热电输运性质。在有限杂质强度下，数值计算了输运系数随栅电压、磁场和杂质势的变化关系。在零杂质极限（洁净极限）下，导出了热电势磁振荡峰值的解析结果。类似于传统的二维电子气，在清洁极限下，峰值具有普适性。与石墨烯不同，在拓扑绝缘体中，电子自旋与其动量的耦合导致输运系数依赖于旋磁比（$g$）。我们将我们的结果与石墨烯上的数据进行比较，并确定由于磁电耦合而在拓扑绝缘体中预期的独特签名。
2011-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field enhanced high-thermoelectric performance in topological Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$ crystal
热电材料可用于通过塞贝克效应将热量转换为电功率。研究了三维狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$晶体的磁热电优值。研究发现，虽然磁电阻率大大增加，但通过磁场可以同时实现功率因数的提高和热导率的降低。在7特斯拉的垂直磁场作用下，在350 K附近，ZT值从0.17提高到1.1，提高了6倍以上。磁场对ZT的极大增强是由于Cd $_3$ As $_2$中具有大的费米速度和大的电热导率的线性狄拉克带。我们的工作为大幅度提高量子拓扑材料的热电性能开辟了一条新的途径。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A topological transition-induced giant transverse thermoelectric effect in polycrystalline Dirac semimetal Mg3Bi2
为了实现热电能量转换，拓扑材料中大的横向热电效应是至关重要的。然而，拓扑电子结构与横向热电效应之间的一般关系仍然不清楚，限制了新型横向热电材料的合理设计。本文中，我们在多晶Mn掺杂Mg 3 +δ Bi 2材料中发现了拓扑跃迁诱导的巨横向热电效应，该材料具有相当大的横向热电势（617 uV/K）、功率因数（20393 uWm-1 K-2）、磁电阻（16600%）和电子迁移率（35280 cm 2 V-1 S-1）。高性能是由Mn掺杂的存在下，诱导从拓扑绝缘体到狄拉克半金属的转变的化学压力和无序效应的调制触发的。本文所描述的高性能多晶Mn掺杂Mg 3 +δ Bi 2通过拓扑相变增强横向热电效应，为横向热电材料的设计开辟了一条新的途径。
2022-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magneto thermocurrent in CoFeB/MgO/CoFeB based magnetic tunnel junctions
研究了CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结（MTJ）的隧穿磁热电势和隧穿磁热流。该设备显示出一个明确的热电性能的变化后，从平行到反平行取向的CoFeB层的磁化反转。当从并联切换到反并联时，热功率增加高达55%，而热电流下降45%。这些观察结果可以很好地解释的Onsager关系，考虑到隧道磁电阻的MTJ。这些发现对比以往的研究AlO为基础的MTJ系统，揭示隧穿磁热功率，但没有隧穿磁热电流。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectrically Controlled Spin-Switch
对新型自旋电子器件的研究带来了控制磁性薄膜开关的新方法。在这项工作中，我们实验证明了一种基于热电控制交换耦合的设备。通过弱铁磁Ni-Cu合金的交换耦合来控制来自巨磁阻元件的读出信号。这种交换耦合示出随温度的变化而强烈变化，并且内部焦耳加热和外部加热都用于演示磁开关。该器械在热循环时未显示出降解。讨论了进一步优化器件性能的途径。我们的实验结果显示了一种新的方法来热电控制磁开关的多层膜。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Universal Behavior of the Thermoelectric Figure of Merit, zT, vs. Quality Factor
为了提高热电材料的性能，必须改善其优值中的电学参数。在本文中，我们使用完整的，数值能带结构和解决波尔兹曼方程的弛豫时间近似使用能量依赖的散射时间通知第一原理模拟。通过改变电子-声子耦合的强度或晶格热导率，我们计算了热电优值zT与广义热电品质因数的关系。十几种不同的复杂的电子结构进行检查。令人惊讶的是，我们发现，在一个给定的品质因数，没有提供一个更好的品质因数比一个简单的，抛物线带和声学变形势散射的材料。这一意外的发现的定性参数。这种明显的普遍行为表明，即使对于复杂的电子能带结构，热电优值仅取决于电导率与热导率的比值;塞贝克系数和洛伦兹数不需要考虑。这一观察结果应该简化了对有前途的新材料的研究，但如果可以确定这种行为的例外情况，将开辟提高热电材料性能的新途径。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Figure of Merit in Bismuth-Antimony Fine-Grained Alloys at Cryogenic Temperatures
热电（TE）材料的研究在热能转换为电能和制冷应用中起着至关重要的作用。铋锑合金是一种很有前途的热电致冷材料。本文中，在低温（100- 150 K）下，由微米尺寸晶粒组成的熔纺n型Bi_（85）Sb_（15）块体样品获得了接近0.6的高品质因数ZT。所获得的ZT比多晶平均单晶的~0.4的ZT高近50倍，并且其也显著高于通常用于低温冷却应用的Bi-Te合金中在150 K以下测量的小于~0.3的ZT。改善的热电性能可以归因于从快速凝固实现的细晶粒微观结构，这不仅显著降低了热导率，而且减轻了偏析效应。用热盘法测得在100 K附近的热导率为1.5 W m-1 K-1。在双带有效质量模型下分析了这一有趣的半金属-半导体合金系统的热电性质。研究首次揭示了Bi-Sb合金的禁带宽度随温度的升高而逐渐变窄。这种Bi-Sb合金的磁热电效应进一步改善了TE性能，导致ZT为约0.7。在NdFeB/BiSb/NdFeB复合系统中进一步证实了磁TE效应。具有高ZT的BiSb磁体系统的紧凑性使得能够在热电冷却应用中利用磁TE效应。
2019-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Investigating charge carrier scattering processes in anisotropic semiconductors through first-principles calculations: The case of p-type SnSe
有效的从头计算方法计算材料的热电输运性质是非常有益的能量收集技术。BoltzTraP代码已被广泛用于有效地计算热电系数。然而，它的当前版本是公开的，仅基于恒定弛豫时间（RT）近似，这通常不适用于实际材料。在这里，我们扩展了BoltzTraP代码的实现，将现实的k依赖RT模型的温度依赖性的主要散射过程，即，屏蔽极性和非极性散射光学声子，散射声学声子，和散射电离杂质与筛选。我们的RT模型是基于Kohn-Sham特征值及其导数的平滑傅立叶插值，同时考虑到非抛物线性（超越抛物线或凯恩模型），简并性和多重性的能带在同一个立足点，在非常低的计算成本。为了验证我们的方法，我们计算了本征p型和空穴掺杂的硒化锡（SnSe）的低温相（Pnma）的各向异性热电输运性质。我们的结果是在定量协议与实验数据，关于各向异性的热电系数与温度和化学势的演变。因此，从这张照片，我们也得到了在p型SnSe的整体热电输运的主要散射过程的演变和理解。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Giant Magneto-Seebeck Effect in Spin Valves
在Co/Cu/Co和NiFe/Cu/Co自旋阀中观察到了巨磁塞贝克（GMS）效应。平行态的Seebeck系数大于反平行态，GMS比（SAP-SP）/SP可达-9%。GMS不仅起源于平凡的巨磁电阻，而且起源于由于铁磁材料中的自旋极化热电导性而产生的自旋电流以及随后通过自旋阀中的自旋配置对自旋电流的调制。简单的Mott双通道模型再现了Co/Cu/Co自旋阀的-11%GMS，与我们的观察定性一致。GMS效应可同时用于温度梯度和磁场的传感，也可用于确定铁磁薄膜的热电电导率和Seebeck系数的自旋极化。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Extraordinary Thermoelectric Properties of Topological Surface States in Quantum-Confined Cd3As2 Thin Films
该研究通过分子束外延生长Cd3As2薄膜，发现低温下薄层中塞贝克效应增强和异常能斯特效应，归因于拓扑表面态，为低温热电性能提升提供新途径。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Influence of sintering temperature on resistivity, magnetoresistance and thermopower of La0.67Ca0.33MnO3
对La0.67Ca0.33MnO3锰氧化物进行了系统的研究，主要是为了了解不同晶粒尺寸（纳米范围）对电阻率、磁化率和热电势的影响。这些材料是通过溶胶-凝胶法在800至1100摄氏度之间的四个不同温度下烧结制备的。通过X射线衍射对样品进行表征，并使用Rietveld精修对数据进行分析。发现金属-绝缘体转变温度（TP）随着烧结温度的增加而增加，而磁性转变温度（TC）降低。在低温（T < TP）下的电阻率和热电势数据通过考虑各种散射现象进行了分析，而在高温（T > TP）下的数据则通过Mott的小极化子跳跃导电机制进行了分析。PACS代码：73.50.Lw、75.47.Gk、75.47.Lx
2008-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Large linear magnetoresistance and magnetothermopower in layered SrZnSb$_2$
本文报道了具有准二维Sb层的层状SrZnSb $_2$晶体的大线性磁电阻（$\sim 300\%$，9T场，2K）和磁热电势。随着磁场的增加，从半经典抛物型场相关磁电阻到线性场相关磁电阻的过渡被观察到。结合半经典回旋效应和量子极限磁电阻效应可以很好地描述磁电阻效应。磁场也增强了热电势。我们的结果可以很好地理解为狄拉克态在体能带结构中的磁输运。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetothermopower of nodal line semimetals
该研究针对节线半金属的磁热电势展开，计算了其任意温场下的塞贝克和能斯特系数，发现强磁场下会产生与磁场线性相关且低温下不随温度变化的大热电势，为高效低温热电材料研发提供新方向。
2024-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semiclassical thermoelectric transport in disordered Dirac electron system Ag2Te
Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）；Japan Science and Technology Agency（日本科学技术振兴机构）；Hirosaki University（弘前大学）；Research Center for Smart Energy Technology, Toyota Technological Institute（名古屋工业大学智能能源技术研究）；Nagoya University（名古屋大学）
本研究针对无序狄拉克电子体系Ag2Te，基于玻尔兹曼半经典模型分析其磁场下的热电效应，明确了无序对非常规磁场响应的影响，阐明热霍尔效应对能斯特效应测量的影响并提出解决方案，相关测量分析将成为磁场下热电研究的标准。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric and Magnetic Properties in Doped Fe$_2$VAl within a Bipolar Random Anderson Model
Department of Applied Physics, Tokyo University of Science（东京理科大学应用物理系）；Research Institute for Science and Technology, Tokyo University of Science（东京理科大学科学技术研究院）
研究用双极随机安德森模型探究Si取代n型和Ti取代p型的Fe₂VAl热电及磁性能，考虑费米能等因素阐明反位缺陷对热电输运和磁矩的影响，发现n、p型Fe₂VAl磁矩变化不同，凸显反位自旋极化对热电性能的作用。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-Seebeck coefficient of Fermi-liquid in three-dimensional Dirac/Weyl semimetal
研究了三维Dirac/Weyl半金属中的无耗散磁Seebeck效应。霍尔电阻率$ρ_{yx}$和热电霍尔系数$α_{xy}$在量子极限处呈现平台，其中电子仅占据零朗道能级。在该条件下，塞贝克系数$S_{xx}\approx ρ_{yx}α_{xy} $的量子振荡被抑制，无质量的费米子被转换为费米液体系统。我们证明了量子极限下的塞贝克系数可以用费米波长和热德布罗意波长的谐波和来表示。
2022-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large magneto-Seebeck effect in magnetic tunnel junctions with half-metallic Heusler electrodes
自旋热电子学研究磁性纳米结构中由温度梯度引发的电荷流、热流和自旋流之间的相互作用。已经发现了大量的新现象，这些现象有可能，例如，以使电子设备中的废热可用或提供新的信息读出机制。然而，到目前为止，只有少数材料被研究，塞贝克电压只有几μ V，这阻碍了应用。在这里，我们证明了半金属Heusler化合物是热的候选人，用于增强自旋相关的热电效应。当考虑费米能级周围电子态的自旋分裂密度的不对称性时，这变得明显，费米能级决定了磁性隧道结中的自旋相关热电输运。我们确定Co $_2$ FeAl和Co $_2$ FeSi Heusler化合物是理想的，因为它们的少数态密度的能隙，并展示了具有比常用的Co-Fe-B基结大得多的塞贝克电压和隧道磁塞贝克效应比的器件。
2017-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Spin-Transfer Torque MRAM with Sub-Nanosecond Bi-Directional Writing using Magnonic Current
提出了一种新型的自旋转移力矩（STT）MRAM，其中使用热电控制的磁振子电流作为传统电流的替代来实现双向写入。该器件使用磁性隧道结（MTJ），它与非磁性金属和铁氧体薄膜相邻。该薄膜叠层由珀耳帖元件加热或冷却，该珀耳帖元件在铁氧体薄膜中产生双向磁振子脉冲。磁振子到自旋电流的转换发生在铁氧体-金属界面处，并且所得到的自旋转移扭矩用于实现MTJ中的铁磁自由层的亚纳秒进动切换。与具有垂直磁各向异性（PMA）的电流驱动的STT-MRAM相比，热电STT-MRAM对于纳秒切换将总磁化切换能量降低超过40%，并且写入错误率（WER）小于10-9并且寿命为10年或更长。热电STT-MRAM具有更高的热激活能、亚纳秒级的读写速度、更好的隧道磁阻（TMR）和隧道势垒可靠性，使其成为未来非易失性存储器应用的理想选择。
2011-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Unifying Magnetic, Electrical, and Thermoelectric Responses in a Non-Collinear Antiferromagnet
Universidade Federal Rural de Pernambuco（伯南布哥联邦农村大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
本研究在IrMn$_3$/Py异质结构中统一观测到磁、电和热电响应中的交换偏置印记，证明非共线反铁磁体可作为多功能耦合平台。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
CoRuVSi: A potential candidate for spin semimetal with promising spintronic and thermoelectric properties
基于我们的实验和理论研究，我们报告的四元Heusler合金，CoRuVSi作为最近发现的自旋半金属类的新成员的识别。自旋极化半金属具有独特的能带结构，其中一个自旋带显示半金属性质，而另一个显示半导体/绝缘性质。我们的研究结果表明，CoRuVSi具有有趣的自旋电子和热电性能。磁化数据揭示了在低温下的弱铁磁/反铁磁有序，只有非常小的磁矩$\sim$ 0.13 $μ_B$ /f.u.，归因于紊乱。输运结果提供了强有力的证据，半金属为主的两带传导，而磁阻数据显示非饱和，线性，积极的，磁阻。使用点接触Andreev反射光谱的自旋极化测量揭示了$\sim$ 50\%的相当高的自旋极化，这与模拟结果相当匹配。此外，CoRuVSi显示出高的$0.7$ $m Watt/ m-K^{2}$在室温下的热电势值与半金属带的主要贡献，使其作为一个有前途的热电材料，以及。我们的从头算模拟不仅证实了一个独特的半金属功能，但也揭示了能带结构主机的线性带交叉在$\sim$ -0.4 eV以下的费米能级纳入带反转。此外，所观察到的能带结构的拓扑非平凡特征与模拟的Berry曲率、本征反常霍尔电导率和费米面都得到了证实.在单一材料中共存许多与自旋电子学，拓扑学和热电应用相关的有趣特性是非常罕见的，因此这项研究可以促进类似的策略来识别属于同一类别的其他潜在材料。
2023-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantum oscillations, thermoelectric coefficients and the Fermi surface of semi-metallic WTe2
本文研究了半金属WTe $_{2}$中的电和热电输运系数的角分辨量子振荡，该半金属WTe具有大的B $^{2}$磁阻效应.费米面由两对等体积的类电子和类空穴口袋组成，呈“俄罗斯娃娃”结构。对系统的载流子密度、费米能级、迁移率和平均自由程进行了定量分析。一个额外的频率被观察到高于阈值场，并归因于跨两个轨道的磁击穿。与所有其他稀金属相比，能斯特信号在磁场中保持线性，即使在高场（$ω_cτ\gg 1$）状态下。令人惊讶的是，没有一个口袋延伸穿过第一布里渊区的c轴，使系统成为具有中等费米速度各向异性的三维金属，但平均自由程各向异性很大。
2015-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the role of the magnetic anisotropy on thermoelectric response: a theoretical and experimental approach
在铁磁系统中，磁各向异性对泰勒磁行为起着关键作用。此外，它们也是操纵异常能斯特（ANE）和纵向自旋塞贝克系统（LSSE）中的热电响应的基本元素。我们提出了一种理论方法，并探讨非相互作用的多畴铁磁系统的磁化和热电响应的磁各向异性的作用。的磁行为和热电曲线计算从一个修改的StonerWohlfarth模型的各向同性系统，单轴磁性的，以及具有单轴和立方磁晶磁各向异性的混合物的系统。它被证实显着修改的磁行为与各向异性，它表明，热电响应强烈地影响这些变化。此外，公开了对热电响应的能量贡献的指纹。为了测试我们的理论方法的鲁棒性，我们设计了具有特定磁性的薄膜，并将实验数据与理论结果进行了直接比较。因此，实验证据证实了我们的理论方法的有效性。研究结果超越了传统的磁饱和薄膜的研究，揭示了热电效应在整个磁化曲线上的表现。我们的研究结果揭示了一种很有前途的方式来探索ANE和LSSE效应作为一个强大的工具来研究磁各向异性，以及采用系统的磁各向异性作为传感或元件在技术应用。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Pt-induced semimetallic transport and enhanced thermoelectric response in the half-Heusler alloy YNi_{0.5}Pt_{0.5}Bi
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Damanhour University（达曼胡尔大学）；Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Tohoku University（东北大学）
本研究探究半赫斯勒合金YNi_{0.5}Pt_{0.5}Bi的输运与热电性质，发现Pt取代Ni可诱导其转变为半金属，提升塞贝克系数并降低热导率，为调控该类化合物性质提供了有效途径。
2026-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous thermoelectric effects and quantum oscillations in the kagome metal CsV$_3$Sb$_5$
可果美金属化合物$A$ V $_3$ Sb $_5$（$A$ = K、Rb和Cs）具有丰富的现象，包括非平凡能带拓扑、电荷密度波（CDW）和超导性。一个有趣的性质是在没有局部矩的CDW态中的时间反演对称性破缺，这导致异常的输运响应。本文报道了高质量CsV $_3$ Sb $_5$单晶的磁热电效应。在低于30K的温度下，观察到一个很大的反常能斯特效应.在强磁场下，能斯特和塞贝克信号的量子振荡揭示了具有小有效质量的多重费米面。此外，我们发现了一个未知的频率，并将其归因于两个较小的费米面的磁击穿。大约20毫电子伏的差距可以解决的击穿阈值字段，我们建议引入的CDW。这些结果揭示了CDW相关的现象，特别是在$A$ V $_3$ Sb $_5$化合物。
2021-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and thermoelectric properties of n- and p-type SnSe from first principles calculations
采用Korringa-Kohn-Rostoker方法和Boltzmann输运方法计算了正交晶系$n$型和$p$型SnSe的电子能带结构、费米面和电子输运性质.该分析解释了温度对$Pnma$结构中晶体学参数的影响以及在$T_c\sim 807 $ K下向$CmCm$结构的相变。在$T_c$之前的结构中改变晶体学参数时，导带和价带发生了显著的变化，而相变主要导致带隙值的跳跃。在宽的温度（$15-900 $ K）和空穴（$p-$型）和电子（$n-$型）浓度（$10^{17}-10^{21}$ cm $^{-3}$）范围内计算了动力学参数张量（速度、有效质量）和由此产生的传输量张量（电导率$σ$、热电势$S$和功率因数PF）的对角分量。锡硒示出具有很强的各向异性的电子传输性能的两种类型的电荷导电性，如预期的层状结构。一般来说，$p$型的有效质量比$n$型的大.有趣的是，$p$型SnSe具有强烈的非抛物线色散关系，最高价带具有“布丁模”状形状。$σ$、$S$和PF张量的分析表明，层间电子传输有利于$n$型SnSe的热电性能，而该方向在$p$型SnSe中被阻断，其中面内传输是优选的。我们的研究结果预测，$n$型SnSe可能是比$p$型更好的热电材料.理论计算结果与单晶$p$ -SnSe的测量结果进行了比较，结果吻合较好.
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Weyl points enabling significant enhancement of thermoelectric performance in an antiferromagnetic van der Waals metal GdTe3
Key Laboratory of Material Physics, Ministry of Education, School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院教育部材料物理重点实验室）；Department of Physics, State key laboratory of quantum functional materials, and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学物理系量子功能材料国家重点实验室和广东省基础研究中心量子科学卓越中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学先进微结构协同创新中心）
研究通过磁场诱导拓扑转变，发现GdTe3在13.5T磁场下功率因数达18846μW m⁻¹ K⁻¹，热电性能提升显著，揭示韦尔点对热电增强的贡献。
2026-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Refining the Two-Band Model for Highly Compensated Semimetals Using Thermoelectric Coefficients
本研究通过分析高补偿半金属 NbSb$_2$ 的热电系数磁场依赖性，提出了一种利用载流子密度关系精修双能带模型的方法，并推导出热电霍尔角以预测补偿程度，为热电器件设计提供了关键见解。
2025-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bipolar conduction asymmetries lead to ultra-high thermoelectric power factor
低带隙热电材料在高温下遭受双极效应，具有增加的电子热导率和降低的塞贝克系数，导致降低的功率因数和低ZT品质因数。在这项工作中，我们表明，存在较强的传输之间的不对称性的传导和价带可以允许高声子限制的电子电导率在有限的塞贝克系数值，从而大大增强功率因数。可以实现的功率因数与其最大单极对应物相比可以显著更大，从而允许ZT品质因数加倍。我们确定这种行为在低带隙的情况下，从半Heusler材料家族。使用这两个，先进的电子玻尔兹曼传输计算现实的材料能带结构，以及模型抛物线电子带，我们详细说明了确定这种效果的参数。然后，我们开发了一系列描述符，这些描述符可以指导机器学习研究在几乎原始的条件下识别具有非凡功率因子的此类材料。为此，我们测试了3000多个分析能带结构及其特征，以及120多个可能的描述符，以确定最有前途的那些，这些描述符包含：i）仅能带结构特征，以便于从材料数据库中识别，以及ii）能带结构和输运参数，这些参数提供了更高的相关性，但参数可用性可能有点稀缺。
2022-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The role of electronic bandstructure shape in improving the thermoelectric power factor of complex materials
本研究利用玻尔兹曼输运模拟和半赫斯勒真实能带，量化复杂能带形状对热电功率因数的提升及各向异性散射的削弱作用。
2023-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Field Effects on Transport Properties of PtSn4
本文报道了在磁场高达140 kOe，平行和垂直于晶体学b轴的条件下，正交晶系PtSn_4单晶的各向异性物理性质。磁化率具有近似的温度无关的行为，并揭示了ac平面和b轴之间的各向异性。在磁场低至5 kOe和温度高达30 K时，在磁化等温线中检测到清晰的de Haas-van Alphen振荡。PtSn 4的热电势和电阻率表现出强烈的温度和磁场依赖性。在H = 140 kOe时，观察到热电势的变化高达~ 50 μ V/K。PtSn 4单晶在1.8 K和140 kOe下表现出非常大的横向磁电阻，ac平面约为5x10^5%，b轴电阻率约为1.4x10^5%，以及明显的Shubnikov-de Haas振荡。在所测的温度和磁场范围内，PtSn_4的磁电阻符合科勒定律。霍尔电阻率在高温下表现出线性温度依赖性，随后在25 K附近出现符号反转，这与热电功率测量结果一致。量子振荡和能带结构计算表明PtSn 4具有三维费米面。
2012-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Large Nernst Power Factor over a Broad Temperature Range in Polycrystalline Weyl Semimetal NbP
拓扑材料的发现为利用新材料进行热能-电能转换提供了新的机会，因为它们与热电材料具有许多共同的特性。本文报道了拓扑Weyl半金属NbP的磁热电性质和能斯特效应。我们发现，多晶，散装NbP显示出显着更大的能斯特热电势比其常规的热电势下磁场。结果，在9 T和136 K下实现了~ 35*10-4 Wm-1 K-2的最大能斯特功率因数，这是其常规功率因数的4倍，也与最先进的热电器件相当。此外，能斯特功率因数在宽的温度范围内保持相对大的值。这些结果表明，基于能斯特效应和横向输运的拓扑半金属可以实现热电性能的增强。
2020-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Large Magnetoresistance in Compensated Semimetals TaAs$_2$ and NbAs$_2$
本文报道了单晶双金属化合物TaAs $_2$和NbAs $_2$在低温下的大磁阻效应。两种化合物在2 K、9 T的磁场中均表现出比$5\times10^3$大的抛物线场依赖性MR。在4.2 K时，TaAs $_2$的磁电阻在10 T以上开始偏离抛物线关系，在45 T时趋于饱和。霍尔电阻测量和能带结构计算揭示了它们的补偿半金属特性。低温下的大MR归因于具有大迁移率的平衡电子和空穴的共振效应。讨论了TaAs $_2$及其它半金属的MR与样品质量的关系。我们发现对于不同的化合物，MR的大小强烈地依赖于样品的质量。
2016-01-25 cond-mat.mtrl-sci
