Fom en RUG maken magnetisch stuurbaar nanokoelelement

Onderzoekers van Fom en de Rijksuniversiteit Groningen hebben een koelelement op nanoschaal ontwikkeld dat ze magnetisch aan en uit kunnen schakelen. De vinding kan een oplossing bieden voor het groeiende probleem van warmteproductie in steeds kleinere elektrische componenten, denken de wetenschappers. Zij publiceren hun resultaten binnenkort online in Nature Nanotechnology.

De werking van het koelelement is gebaseerd op het magnetisch moment van elektronen, de spin. Wanneer een elektrische stroom door een magnetische laag gaat, richten de spins van de stromende elektronen zich allemaal dezelfde kant op, namelijk parallel aan de magnetisatie. Naast de ladingsstroom ontstaat daardoor ook een spinstroom, die weer resulteert in een warmtestroom.

In de publicatie laten de Fom- en RUG-onderzoekers zien dat ze via de spinstroom de warmtestroom kunnen controleren en zo de temperatuur op het grensvlak tussen een magnetisch en een niet-magnetisch metaal naar beneden kunnen brengen. Door de magnetisatie, en daarmee de spinrichting, in een van de magnetische lagen om te klappen, is de koeling aan en uit te zetten. Het effect is daarmee programmeerbaar.