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Spin-Phonon interaction for Energy Conversion

Descrizione del progetto

La ricerca esplora materiali spintronici in grado di controllare il flusso di calore

Il dimensionamento del CMOS convenzionale sembra aver raggiunto il punto di declino terminale: la generazione di calore è un grosso ostacolo che impedisce di progredire verso chip più piccoli e più veloci. I circuiti spintronici basati su isolanti magnetici, che non conducono carica elettrica ma possono trasportare spin, sono un rimedio promettente a questi problemi. A tal riguardo, gli ossidi metallici di transizione isolanti possono essere progettati per evidenziare una bassa dissipazione di calore mostrando al contempo diversi tipi di ordine magnetico complesso. Il progetto SPEC, finanziato dall’UE, si propone di esplorare le interazioni magnoni-fononi in alcuni materiali isolanti magnetici. Ci si concentrerà sull’ottimizzazione della conversione dal calore all’energia elettrica attraverso le correnti di spin (effetto Seebeck di spin) e sull’identificazione delle condizioni per forti correzioni termiche.

Obiettivo

Heat dissipation is one of the great challenges for microelectronic and information technologies, which is aggravated by the reduction of the transistor dimensions and the increases in packing density and amount of data. Therefore, beyond CMOS technologies and heat management strategies are important challenges that need to be faced for the sustainable development of a knowledge-based society.

The exploration of spin-based devices exploiting novel mechanisms is one of the possible routes to explore. In particular, insulator spintronics has great potential. Since magnetic insulating materials (mostly transition metal oxides, TMO) can offer lower heat dissipation due to the absence of charge carriers and no Joule heating losses. Moreover, TMO can offer new functionalities due to the mutual interaction between several degrees of freedom: electronic, magnetic, lattice. One example; is the spin-lattice interaction which has recently gained increased attention.

In this present proposal, I will explore magnon-phonon interaction effects in suitable magnetic insulating materials to investigate their potential for magnetic-field-controlled heat-rectification effects, as well as their contribution to spin-based thermoelectric conversion phenomena (spin Seebeck effect).

I will carry out the proposed research under the supervision of Prof. F. Rivadulla at CIQUS-USC and secondments in the group of Prof. M. Klaui at JGU-Mainz, thereby making use of the complementary expertise and stablishing a collaborative work environment between both institutions.
Moreover, the experience I acquired during the last 5 years in Prof. Saitoh laboratory at Tohoku University will be critical for the success of this project, placing me in an unbeatable moment to tackle this ambitious research.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) H2020-MSCA-IF-2019

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
Contributo netto dell'UE
€ 172 932,48
Indirizzo
COLEXIO DE SAN XEROME PRAZA DO OBRADOIRO S/N
15782 Santiago De Compostela
Spagna
Regione
Noroeste Galicia A Coruña
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 172 932,48