Thermoelectric effects in magnetic nanostructures

Elektronentransport is een belangrijk natuurkundig verschijnsel dat vaak wordt gebruikt in de hedendaagse technologie. Alle elektrische apparaten, variërend van stofzuigers tot computerchips, zijn in principe gebaseerd op dit type transport. Ondanks dat elektronen meerdere eigenschappen hebben, wordt in de praktijk echter vaak alleen de lading van het elektron gebruikt. De energie en het magnetisch moment van de elektronen zijn eigenschappen die in respectievelijk thermoelektriciteit en spin-elektronica (afgekort: spintronica) worden toegepast. Spintronica richt zich op de overdracht van het magnetisch moment om bijvoorbeeld informatie te transporteren, terwijl thermoelektrische verschijnselen, zoals het Peltier en Seebeck effect, toegepast kunnen worden voor elektrische verwarming/koeling en thermokoppels. Dit proefschrift beschrijft de fundamentele interacties tussen de drie vormen van transport (lading, warmte en spin) in magnetische nanostructuren. Het experimentele werk is een onderdeel van een breder onderzoeksgebied dat spin-caloritronica wordt genoemd. Deze onderzoeksrichting binnen de spintronica bestudeert de rol van het magnetisch moment van elektronen in warmtetransport. De meerwaarde van deze spin-caloritronische effecten ligt, ten opzichte van reguliere thermoelektrische verschijnselen, in het gemak van het controleren van de magnetische textuur op de nanoschaal. Dit biedt daarom een sterk gelokaliseerde en programmeerbare controle over warmtestromen en zou bruikbaar kunnen zijn voor het genereren van thermo-elektrische energie of voor koeling. De gemeten effecten zijn echter klein en zijn nog ver weg van directe toepassingen. Desalniettemin zouden nieuwe ontwikkelingen binnen dit onderzoeksveld op een dag kunnen leiden tot de implementatie van spin-caloritronica in onze dagelijkse elektronische apparatuur.