Le champ magnétique agit généralement comme un agent de circulation strict : pour que la chaleur se transforme en électricité, il doit se placer en travers de la route. Si le champ est aligné avec le flux de chaleur, l'effet disparaît – c'est ce que l'on croyait depuis des décennies.
Les scientifiques ont pris un film extrêmement mince d'un oxyde magnétique – un matériau où les spins des électrons sont alignés dans le plan, comme les aiguilles d'une boussole posée sur une table. Il s'est avéré que même lorsque le champ externe est dans ce plan, une tension notable apparaît dans le film. L'amplitude du signal n'a rien à envier à celle produite par un champ transversal classique.
Le secret réside dans le fait que, dans un tel film, l'aimantation elle-même crée le « biais » nécessaire pour les électrons. La chaleur s'écoule, les électrons dévient sur le côté – et une différence de potentiel apparaît aux bords du film. C'est comme si l'agent de circulation ne se tenait pas à l'intersection, mais faisait partie de la route.
Désormais, les ingénieurs pourront placer des éléments thermoélectriques à n'importe quel angle par rapport à la source de chaleur – par exemple, sur des surfaces incurvées de moteurs ou de puces. La contrainte est levée, et cela change la donne pour la récupération de la chaleur perdue.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2608.14060v1
The Nernst effect, which enables the conversion of a heat current into a transverse voltage under magnetic field or spin magnetization, holds significant promise for energy harvesting and thermal management in future electronics. However, the conventional Nernst effect is fundamentally constrained by the orthogonality requirement that the applied field or spontaneous magnetization must be perpendicular to the plane defined by the temperature gradient and the induced voltage. Here we report that symmetry-tailored ultrathin films of a prototypical ferromagnetic oxide exhibit anomalous Nernst effect arising from intrinsic coupling to spontaneous in-plane spin magnetization. Systematic magnetothermoelectric measurements under spherical rotations of the magnetic field reveal that a pronounced Nernst signal, comparable in magnitude to the out-of-plane response, emerges robustly associated with out-of-plane orbital magnetization. Our findings demonstrate that the anomalous Nernst effect is no longer limited by the orthogonality condition, opening new opportunities for more flexible designs of magnetothermoelectric materials and devices.
L'effet Nernst porte le nom de Walther Nernst, qui a reçu le prix Nobel de chimie en 1920 pour ses travaux en thermodynamique, mais il avait découvert cet effet dès 1886.