Наличие в металлическом проводнике градиента температуры приводит к возникновению в нем электрического напряжения V. Это явление называется эффектом Зеебека

Количественно оно характеризуется коэффициентом Зеебека S, равным отношению V к перепаду температур T₁-T₂. Коэффициент Зеебека зависит от концентрации свободных электронов и времени их свободного пробега. Эффект Зеебека используется, например, в термопаре, которая состоит из двух проводников с разной величиной S и служит для измерения температуры (рис. 1a), а также в генераторах электричества на искусственных спутниках Земли.

Рис.1. (a) Термопара состоит из двух металлических проводников с разными коэффициентами Зеебека. (b) Иллюстрация спинового эффекта Зеебека. В магнитном металле коэффициенты Зеебека для электронов со “спином вверх” (↑) и “спином вниз” (↓) не равны друг другу, поэтому при наличии градиента температур возникает “спиновое напряжение” – разность химических потенциалов µ↑-µ ↓. Под его воздействием по образцу течет спиновый ток

В работе [1] японские физики сообщили о наблюдении спинового эффекта Зеебека (рис. 1b). В ферромагнитном металле концентрации электронов с разными направлениями спина резко различаются. При наличии градиента температуры соответствующие химические потенциалы становятся разными, возникает так называемое “спиновое напряжение” и течет “спиновый ток”. Для экспериментальной демонстрации этого эффекта авторы [1] использовали двухслойную структуру Ni₈₁Fe₁₉/Pt. При комнатной температуре им удалось добиться протекания спинового тока на макроскопических расстояниях ~ 1 см, что на три порядка больше, чем в предыдущих экспериментах. Полученные в [1] результаты – существенный шаг к действующим спинтронным приборам.

• 1. K.Uchida et al., Nature 455, 778 (2008)