核スピンゼーベック効果の観測

抄録

電子の熱運動を介して温度勾配から電圧を生み出すゼーベック効果は，熱電変換技術の根幹を担ってきた．また近年，この電子スピン版であるスピンゼーベック効果が見いだされ，電子スピンの熱揺らぎを，スピン流を介して電圧に変換することも可能となった．しかしこれらの熱電現象は電子由来に制限されており，低温域では電子系のエントロピー凍結により抑制されてきた．本稿では最近我々が観測に成功した，固体中の核スピンを利用した熱電変換現象―核スピンゼーベック効果―について報告する．大きな核スピン（I=5/2）と強い超微細相互作用を示すMnCO₃とPtの接合系において，極低温100mKまで増大する熱起電力を見いだし，その振る舞いが約30mKという小さなエネルギースケールで熱励起が可能な核スピンに由来することを示した．本実証により“核スピンの利用”という，低温域の熱利用技術に対する新しい視座が得られた．