新传媒网热电系统是一种绿色且可持续的方式，可以从任何形式的热量中获取能量，否则这些能量就会被浪费。这种能量转换过程的核心是所谓的塞贝克效应，它描述了暴露在温差下的材料上产生的电压。
然而，尽管经过100多年的深入研究，热电效率仍然低于传统热机，使得热电只适合小众应用。
这就是为什么当今科学家的主要努力之一就是寻找新的策略来提高这种效率。我们在Nano Letters上发表的最新文章“自旋熵对 2D 磁体热电特性的影响”表明，基于二维 (2D)磁性层的电路可能存在解决方案。
调整磁铁中的熵
热电特性受熵的显着影响，熵量化了系统中的无序性。因此，所有增加这些参数的机制都可以提高能量收集装置的转换效率。
在 2D 磁性材料中，另外两个因素可以改变熵：产生“自旋熵”贡献的磁序，以及电荷载流子在 2D 层状材料中可以访问的层数，这会产生额外的“层熵”。 ”
在我们的文章中，测量了二维反铁磁体 CrSBr 的电和热电输运特性，同时通过改变样品温度或施加外部磁场来改变材料的磁序。研究报告称，随着电子和自旋的移动，热电响应随着温度的升高而增加，在磁相变尼尔温度附近达到局部最大值。
此外，研究表明，磁场可以在低温下将热电功率因数提高高达 600%。这些现象可以通过材料中不同熵贡献的相互作用来解释，并强调磁序对二维磁体热电响应的强烈影响。
迈向创新型能量收集器
我们报告的结果证明了磁体的使用如何克服传统能量收集设备的限制，因为可以通过改变磁相来优化它们的热电特性，从而调整自旋熵的影响。
此外，二维材料的使用释放了额外的自由度，因为可以通过多种因素(即薄膜厚度、成分、静电门控)来调整转变温度，从而可以最大限度地提高其在室温下的热电性能。所有这些发现代表了设计更高效能量采集器新方法的第一个构建模块。
