Термометр, превращающий поток тепла в электрический сигнал, — так работает аномальный эффект Нернста: в магнитном материале тепло рождает поперечное напряжение. До сих пор инженеры могли лишь слегка подправлять этот сигнал, меняя пропорции двух металлов. Новая работа добавляет третий компонент — и картина резко усложняется.
Авторы взяли аморфные плёнки из трёх элементов — гадолиния, кобальта и платины — и составили карту их свойств. Оказалось, что в тройном «пространстве» составов можно независимо управлять и величиной термоэлектрического отклика, и тем, как хорошо материал проводит тепло. Баланс между этими двумя параметрами определил чувствительность датчика — около 0,24 микрометра на ампер. Раньше такие настройки требовали смены всей пары металлов, теперь же достаточно плавно сдвинуть концентрацию платины.
Работа напоминает настройку музыкального инструмента: вместо двух струн в руки дали третью — и аккорд стал богаче. Так и здесь: переход от бинарных сплавов к тройным открыл новые степени свободы. В будущем это позволит создавать компактные сенсоры тепловых потоков, которые можно точно адаптировать под конкретную задачу — от охлаждения микрочипов до утилизации бросового тепла.
Аномальный эффект Нернста возникает только в магнитных материалах и исчезает, если убрать намагниченность — в отличие от обычного эффекта Нернста, который есть почти в любом проводнике.