effetto spin Seebeck - Fisica Sperimentale

dfs.unito.it

effetto spin Seebeck - Fisica Sperimentale

Venerdì 15 Aprile 2011, h. 11.00

Sala Wataghin, comprensorio di Fisica, via P. Giuria 1, Torino

Dott. Vittorio Basso

INRiM

Attività di ricerca sugli effetti magneto-termici all'INRIM:

effetto magnetocalorico ed effetto spin Seebeck

La divisione Elettromagnetismo dell’INRIM svolge ricerche sui materiali magnetici ed in

particolare sugli effetti fisici che stanno alla base delle attuali o future tecnologie, anche in

vista della definizione di nuove tecniche di misura e di caratterizzazione. In anni recenti, la

ricerca sui materiali magnetici si è molto occupata di effetti magneto-termici, quali ad

esempio: l'effetto magnetocalorico e l'effetto spin Seebeck. i) L'effetto magnetocalorico

corrisponde alla variazione di entropia causata dall’applicazione di un campo magnetico

e sta alla base delle tecniche criogeniche di refrigerazione magnetica. Grazie alla scoperta

di nuovi materiali magnetici con particolari transizioni di fase (Gd-Si-Ge, La-Fe-Si, Ni-Mn-

Ga Fe-Mn-P-As) è diventato possibile sviluppare sistemi di refrigerazione magnetica

funzionanti intorno alla tempeatura ambiente. ii) L’effetto spin Seebeck corrisponde alla

generazione di un potenziale per lo spin degli elettroni a causa di un gradiente di

temperatura e può essere di grande interesse per la spintronica come generatore di

corrente di spin. Tuttavia solo di recente si riusciti a realizzare un esperimento che

rivelasse questo effetto in un materiale magnetico. L’INRIM partecipa ad un progetto

europeo per lo sviluppo della refrigerazione magnetica (EU-FP7-SSEEC) ed ha di recente

proposto un progetto sulla caratterizzazione delle correnti di spin (EMRP). Nel seminario si

discuteranno i più recenti sviluppi in questi campi e verranno presentate alcune attività di

ricerca in corso o in fase di progettazione all'INRIM, che potrebbero rappresentare delle

tematiche adatte allo svolgimento di tesi magistrali.


Tesi di Laurea specialistica

in fisica

Tema di ricerca: effetto spin Seebeck

Presso: INRIM, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Strada delle Cacce 91, Torino.

Uno dei possibili sviluppi futuri dellʼelettronica

si basa sul controllo di correnti di polarizzazione

di spin elettronici (spintronica). Lo sviluppo

di questa tecnologia richiede la generazione e

la misura di correnti di spin. Diversi effetti fisici

possono essere utili a questo scopo: lʼeffetto

spin Hall, diretto ed inverso, e lʼeffetto spin

Seebeck. Mentre nellʼeffetto Seebeck un gradiente

di temperatura crea uno sbilanciamento

di carica che corrisponde ad un potenziale

elettrico, nellʼeffetto spin Seebeck il gradiente

crea uno sbilanciamento di polarizzazione di

spin. Il potenziale corrispondente è chiamato

spin voltage” ed è di grande interesse per la

generazione di correnti di spin.

Il lavoro di ricerca si svolge nei laboratori della

divisione Elettromagnetismo dellʼINRIM che

svolge ricerche sui materiali magnetici ed in

particolare sugli effetti fisici che stanno alla

base delle attuali o future tecnologie, anche in

vista della definizione di nuove tecniche di misura

e di caratterizzazione.

Il tema di ricerca prevede la possibilità di sviluppo

sia sperimentale (misure dellʼeffetto

Seebeck in campo magnetico e a bassa temperatura,

misure magnetiche, deposizione di

film sottili magnetici per realizzare lʼesperimento

spin Seebeck) che teorica (termodinamica

di non equilibrio per gli effetti magneto-termici,

transizioni di fase magnetiche e della struttura

elettronica).

K. Uchida, et al, Observation of

the spin Seebeck effect, Nature Vol 455, 778 (2008)

Contatti:

allʼINRIM: Dr. Vittorio Basso v.basso@inrim.it 011-3919842

a Fisica: Prof. Ettore Vittone ettore.vittone@unito.it 011-6707371

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