(57)【要約】【課題】より熱電変換効率の大きいスピン流熱電変換素子を提供すること。【解決手段】スピン流熱電変換素子は、面内方向の磁化を有する磁性体と、その磁性体と磁気的に結合する起電体層と、を備える。起電体層は、電気伝導性を有する第１の伝導体層と、アップスピンとダウンスピンに対して異なる電気伝導率を有する第２の伝導体層と、を備える。【選択図】図３
2014183176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面内方向の磁化を有する磁性体と、
前記磁性体と磁気的に結合する起電体層と
を備え、
前記起電体層は、
電気伝導性を有する第１の伝導体層と、
アップスピンとダウンスピンに対して異なる電気伝導率を有する第２の伝導体層と
を備える
スピン流熱電変換素子。
【請求項２】
請求項１に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第１の伝導体層及び前記第２の伝導体層は、層状である
スピン流熱電変換素子。
【請求項３】
請求項２に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記磁性体、前記第１の伝導体層及び前記第２の伝導体層は、この順番で積層されている
スピン流熱電変換素子。
【請求項４】
請求項３に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第１の伝導体層の厚さは、前記第１の伝導体層におけるスピン拡散長以下である
スピン流熱電変換素子。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のスピン流熱電変換素子であって、
更に、電気伝導性を有する第３の伝導体層を備え、
前記磁性体、前記第１の伝導体層、前記第２の伝導体層、及び前記第３の伝導体層は、この順に積層されている
スピン流熱電変換素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第２の伝導体層のスピン偏極率の絶対値は０より大きい
スピン流熱電変換素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第２の伝導体層は、ハーフメタルもしくは強磁性体のうち少なくとも一つを含有する
スピン流熱電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンゼーベック効果に基づくスピン流熱電変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「スピントロニクス（ｓｐｉｎｔｒｏｎｉｃｓ）」と呼ばれる電子技術が脚光を浴びている。従来のエレクトロニクスは、電子の１つの性質である「電荷」だけを利用してきたが、スピントロニクスは、それに加えて、電子の他の性質である「スピン」をも積極的に利用する。特に、電子のスピン角運動量の流れである「スピン流（ｓｐｉｎ−ｃｕｒｒｅｎｔ）」は重要な概念である。スピン流のエネルギー散逸は少ないため、スピン流を利用することによって高効率な情報伝達を実現できる可能性がある。従って、スピン流の生成、検出、制御は重要なテーマである。
【０００３】
例えば、電流が流れるとスピン流が生成される現象が知られている。これは、「スピンホール効果（ｓｐｉｎ−Ｈａｌｌ  ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ばれている。また、その逆の現象として、スピン流が流れると起電力が発生することも知られている。これは、「逆スピンホール効果（ｉｎｖｅｒｓｅ  ｓｐｉｎ−Ｈａｌｌ  ｅｆｆｅｃｔ）」と呼ばれている。逆スピンホール効果を利用することによって、スピン流を検出することができる。尚、スピンホール効果も逆スピンホール効果も、「スピン軌道相互作用（ｓｐｉｎ  ｏｒｂｉｔ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」が大きな物質（例：Ｐｔ、Ｐｄ）において有意に発現する。
【０００４】
また、最近の研究により、磁性体における「スピンゼーベック効果（ｓｐｉｎ−Ｓｅｅｂｅｃｋ  ｅｆｆｅｃｔ）」の存在も明らかになっている。スピンゼーベック効果とは、磁性体に温度勾配が印加されると、温度勾配と平行方向にスピン流が誘起される現象である（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。すなわち、スピンゼーベック効果により、熱がスピン流に変換される（熱スピン流変換）。特許文献１では、強磁性金属であるＮｉＦｅ膜におけるスピンゼーベック効果が報告されている。非特許文献１、２では、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）といった磁性絶縁体と起電体膜との界面におけるスピンゼーベック効果が報告されている。
【０００５】
尚、温度勾配によって誘起されたスピン流は、上述の逆スピンホール効果を利用して電界（電流、電圧）に変換することが可能である。つまり、スピンゼーベック効果と逆スピンホール効果を併せて利用することによって、温度勾配を電気に変換する「熱電変換」が可能となる。
【０００６】
図１は、特許文献１に開示されているスピンゼーベック効果を用いたスピン流熱電変換素子の構成を示している。サファイア基板１０１の上に熱スピン流変換部１０２が形成されている。熱スピン流変換部１０２は、Ｔａ膜１０３、ＰｄＰｔＭｎ膜１０４及びＮｉＦｅ膜１０５の積層構造を有している。ＮｉＦｅ膜１０５は、面内方向の磁化を有する磁性膜である。更に、ＮｉＦｅ膜１０５上には、起電体膜としてＰｔ膜１０６が形成されており、そのＰｔ膜１０６の両端は端子１０７−１、１０７−２にそれぞれ接続されている。
【０００７】
このように構成されたスピン流熱電変換素子において、ＮｉＦｅ膜１０５が、スピンゼーベック効果によって温度勾配からスピン流を生成する役割を果たし、Ｐｔ膜１０６が、逆スピンホール効果によってスピン流から起電力を生成する、スピン流−電流変換材料としての役割を果たす。具体的には、ＮｉＦｅ膜１０５の面内方向に温度勾配が印加されると、スピンゼーベック効果により、その温度勾配と平行な方向にスピン流が発生する。すると、ＮｉＦｅ膜１０５からＰｔ膜１０６にスピン流が流れ込む、あるいは、Ｐｔ膜１０６からＮｉＦｅ膜１０５にスピン流が流れ出す。Ｐｔ膜１０６では、逆スピンホール効果により、スピン流方向とＮｉＦｅ磁化方向とに直交する方向に起電力が生成される。その起電力は、Ｐｔ膜１０６の両端に設けられた端子１０７−１、１０７−２から取り出すことができる。
【０００８】
図２は、特許文献２に開示されている縦型のスピン流熱電変換素子の構成を示している。図２に示されるように、磁性体層１１０上に起電体層１２０が積層されている。縦型のスピン流熱電変換素子の場合、温度勾配は、その積層方向に印加される。
【０００９】
温度勾配が積層方向に印加されると、熱スピン流は同じ方向に、つまり温度の高い方から低い方へ流れる。熱スピン流は、さらに磁性体層１１０と起電体層１２０の界面で、スピン注入と呼ばれる過程を経て、起電体膜へ純スピン流を発生させる。スピン注入とは、界面近傍で磁化方向を中心に歳差運動するスピンが、起電体膜中のスピンを持たない伝導電子と相互作用し、スピン角運動量を受け渡したり、受け取ったりする現象である。その結果、起電体層１２０中のスピン注入界面付近には、スピンを持った伝導電子による「純スピン流」が生成される。この純スピン流では、アップスピンとダウンスピンが互いに逆方向に流れるため、純スピン流の向きに電荷移動は存在しないが、スピンの運動量だけが流れる。
【００１０】
起電体層１２０が大きなスピン軌道相互作用を持つ材料で形成されていた場合、逆スピンホール効果により、スピン流方向と磁化方向とに直交する方向に起電力が生成される。
【００１１】
以上に説明されたようなスピン流熱電変換素子において、得られる起電力の大きさは、磁性体層で発生するスピン流の大きさに、スピン流注入効率（起電体層との界面におけるスピン流の注入効率）とスピン流−電流変換効率（スピン流が起電体層における逆スピンホール効果によって起電力に変換される効率）を掛け合わせることにより得られる。従って、スピン流そのものの大きさ、スピン流注入効率、スピン流−電流変換効率の３つの指標を同時に大きくすることが、より出力の大きいスピン流熱電変換素子を得るために必要である。それらの中でも、起電体層におけるスピン流−電流変換効率の向上は、他のスピントロニクス素子においても重要な課題である。
【００１２】
ここで、起電体層の材料は、電気伝導性とスピンホール伝導性を併せ持つものである。スピンホール伝導性／電気伝導性を表す無次元の指標は、「スピンホール角」と呼ばれる。スピンホール角は、スピンホール効果の大きさの指標として用いられている。逆スピンホール効果は、スピンホール効果と逆の効果で、その大きさもスピンホール角に依存する。
【００１３】
逆スピンホール効果が観測される主な要因の一つは、結晶構造や電子軌道の構成などに起因するもので、内因性の効果と呼ばれる。例えば、４ｄ、５ｄ電子を外殻に持つ遷移金属や、その化合物などで大きな内因性の逆スピンホール効果が観測されることが明らかとなっており、現在では、その中でも大きなスピンホール角を持つＰｔが典型的に用いられる。
【００１４】
その他にも、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などでも逆スピンホール効果が観察されることが明らかにされている。つまり、逆スピンホール効果が観測される材料は、いわゆる「金属」である必要はなく、例えば導電性を持った酸化物や有機物であってもよい。
【００１５】
逆スピンホール効果が観測される要因のもう一つは、バルク中に不純物があるとき、その局在ポテンシャルによって、運動する電子がスキュー散乱やサイドジャンプと呼ばれる散乱効果を受けることによって生じるもので、外因性の効果と呼ばれる。例えば、バルクでは、スピンホール角の小さいＡｕやＣｕなどに微量の不純物としてＦｅやＩｒなどを導入することによって、構成によってはＰｔよりも大きなスピンホール角を発生することが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００９−１３００７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４９７４６号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｕｃｈｉｄａ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｓｐｉｎ  Ｓｅｅｂｅｃｋ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ”，  Ｎａｔｕｒｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  ２０１０，  ｖｏｌ．  ９，  ｐ．８９４．
【非特許文献２】Ｕｃｈｉｄａ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｓｐｉｎ−Ｓｅｅｂｅｃｋ  ｅｆｆｅｃｔ  ｉｎ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ２０１０，  ｖｏｌ．９７，  ｐ１７２５０５．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上の通り、スピン流熱電変換素子においては、大きなスピンホール角を有するスピン流−電流変換材料を起電体層として用いることが、より出力の大きいスピン流熱電変換素子を得るために重要であると考えられている。
【００１９】
しかし、これまでに様々なスピン流−電流変換材料が探索されてきたにもかかわらず、現在得られている最良のスピンホール角は、Ｐｔ薄膜による０．０１以下の値に留まっている。実用性の高い、大きなスピンホール角を有するスピン流−電流変換材料を開発することにより、純スピン流から大きな電流を取り出すことが課題となっている。
【００２０】
本発明の一つの目的は、スピン流熱電変換素子の起電体層内に生じる純スピン流から高い効率で電流を取り出すための新規な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の１つの観点において、スピン流熱電変換素子は、面内方向の磁化を有する磁性体と、その磁性体と磁気的に結合する起電体層と、を備える。起電体層は、電気伝導性を有する第１の伝導体層と、アップスピンとダウンスピンに対して異なる電気伝導率を有する第２の伝導体層と、を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、スピン流熱電変換素子の更なる出力向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、特許文献１に記載されているスピン流熱電変換素子を示す概略図である。
【図２】図２は、典型的な縦型のスピン流熱電変換素子を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るスピン流熱電変換素子を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るスピン流熱電変換素子を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るスピン流熱電変換素子の具体例を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
１．スピン流熱電変換素子の構成
図３は、本発明の実施の形態に係るスピン流熱電変換素子を概略的に示している。本実施の形態に係るスピン流熱電変換素子は、スピンゼーベック効果を発現させるために、磁化Ｍを有する磁性体３０１と、その上部に配置された起電体層３０２とを備えている。
【００２６】
磁性体３０１は、少なくとも一つの面内方向の磁化Ｍを有している。また、磁性体３０１は、スピンゼーベック効果を発現する材料で形成される。磁性体３０１の材料は、強磁性金属であってもよいし、磁性絶縁体であってもよい。強磁性金属としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢなどが挙げられる。磁性絶縁体としては、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ，Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）、ビスマス（Ｂｉ）をドープしたＹＩＧ（Ｂｉ：ＹＩＧ）、ランタン（Ｌａ）を添加したＹＩＧ（ＬａＹ２Ｆｅ５Ｏ１２）、イットリウムガリウム鉄ガーネット（Ｙ３Ｆｅ５−ｘＧａｘＯ１２）、組成ＭＦｅ２Ｏ４（Ｍは金属元素で、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｏのいずれかを含む）からなるスピネルフェライト材料などが挙げられる。尚、電子による熱伝導を抑えるという観点から言えば、磁性絶縁体を用いることが望ましい。
【００２７】
起電体層３０２は、磁性体３０１と磁気的に結合するように形成されている。尚、本明細書では、スピン注入現象が起こりうる状態を「磁気的に結合している」と表現する。このスピン注入現象は、磁性体３０１と起電体層３０２とが直接接触している場合、もしくは、それらが直接接触はしていなくてもスピン角運動量が伝達しうる程度に接近している場合に生じる。すなわち、磁性体３０１と起電体層３０２との間に、空隙が存在していたり、中間層が挿入されている場合であっても、スピン注入現象が起こり得る場合は、磁気的な結合があると考える。
【００２８】
図３に示されるように、起電体層３０２は、第１の伝導体層３０３と第２の伝導体層３０４とが積層された積層構造を有している。第１の伝導体層３０３は、磁性体３０１と第２の伝導体層３０４との間に位置している。
【００２９】
第１の伝導体層３０３は、電気伝導性を有している。第１の伝導体層３０３の材料としては金属材料を用いることができる。また、第１の伝導体層３０３の厚さは、第１の伝導体層３０３におけるスピン拡散長以下、またはスピン緩和長以下であることが好ましい。より詳細には、スピン軌道相互作用が大きな材料でなくても良く、さらには、スピン軌道相互作用が小さいか、無い材料が望ましい。例えば、スピン軌道相互作用が小さいためにスピン拡散長（スピン緩和長）が室温で比較的長く、その値が３００ｎｍ程度であるＣｕや、４００ｎｍ程度であるＡｌなどの金属材料を用いることができる。あるいは、第１の伝導体層３０３は、合金や、導電性酸化物や、半導体であってもよい。
【００３０】
第２の伝導体層３０４は、アップスピンＳＵとダウンスピンＳＤに対して異なる電気伝導率を有している。第２の伝導体層３０４には、スピン偏極率の絶対値が０（ゼロ）より大きい値を有する材料を用いることができる。より詳細には、スピン偏極率の絶対値が１である材料が望ましい。ここで、スピン偏極率は、フェルミ面でのアップスピンＳＵの状態密度をＤ１、ダウンスピンＳＤの状態密度をＤ２とすると、（Ｄ１−Ｄ２）／（Ｄ１＋Ｄ２）で定義される。例えば、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＡｌ、Ｓｒ２Ｆｅ（Ｗ０．４Ｍｏ０．６）Ｏ６、Ｌａ０．７Ｓｒ０．３ＭｎＯ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２などのハーフメタルや、これら以外の強磁性体などを材料として用いることができる。
【００３１】
２．スピン流熱電変換素子の作用、効果
図３で示されたように、本実施の形態に係るスピン流熱電変換素子は、磁化Ｍを有する磁性体３０１と、その上部に配置された起電体層３０２とを備えている。起電体層３０２では、第１の伝導体層３０３と第２の伝導体層３０４とが積層されている。第２の導電体３０４には、スピン偏極率が０より大きい材料、すなわち、アップスピンＳＵに対する電気伝導率がダウンスピンＳＤに対する電気伝導率よりも大きな材料を用いている。
【００３２】
このような構造の素子に対して磁性体３０１から起電体層３０２へ向かって温度勾配を印加した場合、磁性体３０１には、スピン同士の相互作用を介した熱スピン流が生成する。
【００３３】
更に、磁性体３０１と第１の伝導体層３０３との界面では、第１の伝導体層３０３の伝導電子にスピン角運動量を受け渡す形でスピン注入が生じ、第１の伝導体層３０３内に純スピン流が生じる。この純スピン流は、磁性体３０１の磁化Ｍに平行なアップスピンＳＵと、反平行なダウンスピンＳＤが共存するように発生する。そして、図３で示されるように、アップスピンＳＵは温度勾配に沿って流れ、ダウンスピンＳＤは温度勾配をさかのぼるように流れる。
【００３４】
アップスピンＳＵは第１の伝導体層３０３から第２の伝導体層３０４に流入する。一方、ダウンスピンＳＤは第２の伝導体層３０４から第１の伝導体層３０３に流入する。この時、第２の伝導体層３０４内ではアップスピンＳＵの電気伝導率がダウンスピンＳＤの電気伝導率より大きいため、アップスピンＳＵとダウンスピンＳＤの差に相当する量の伝導電子が、第２の伝導体層３０４の表面に向かって流れる。ここで、第２の伝導体層３０４の表面とは、第１の伝導体層３０３と接している面と対向する表面、言い換えれば図３で上側の表面である。これにより、第２の伝導体層３０４の表面と第１の伝導体層３０３との間に起電力が生成される。
【００３５】
起電力の取り出し方法としては、さまざまな方法が可能である。一例として、図４に示されるように、第２の伝導体層３０４の上に第３の伝導体層３０５を形成することが挙げられる。第３の伝導体層３０５と第１の伝導体層３０３とを、負荷抵抗などを介して電気的に接続して閉回路を構成することで、スピン流熱電変換素子から起電力を取り出すことができる。
【００３６】
以上ではスピン偏極率が正の場合について構成と動作原理を述べたが、スピン偏極率が負の場合にも同様に熱電発電素子を実現できる。具体的には、スピン偏極率が正の場合とは逆向きの起電力を生成できる。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、アップスピンＳＵとダウンスピンＳＤに対する電気伝導率が異なる第２の伝導体層３０４が用いられる。これにより、従来のスピン流熱電変換素子で課題となっていたスピンホール角が大きい起電体を用いることなく、すなわち、逆スピンホール効果の大きな起電体を用いることなく、純スピン流から電流を取り出すことができる。
【００３８】
更に、第２の伝導体層３０４としてスピン偏極率が大きな材料を用いるほど、第２の伝導体層３０４内を流れるダウンスピンＳＤが小さくなる。アップスピンＳＵとダウンスピンＳＤの差がより大きくなることで、より大きな量の電流を取り出すことができる。
【００３９】
比較例として、従来のスピン流熱電変換素子の場合、起電体層としてスピンホール角が約１％であるＰｔを用いると、Ｐｔ中の純スピン流から最大で約１％の電流を取り出すことができる。一方、本実施の形態に係るスピン流熱電変換素子の場合、第１の伝導体層３０３としてスピンホール角がほぼ０％であるＣｕ、第２の伝導体層３０４としてスピン偏極率が７６％であるＣｏ２ＭｎＡｌを用いると、Ｃｕ中の純スピン流から最大で約７６％の電流を取り出すことができると見積もられる。
【００４０】
３．具体例
図５を参照して、本実施の形態に係るスピン流熱電変換素子の具体例を説明する。
【００４１】
ここでは、厚さ７００μｍの結晶性ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）ウェハを基板４００として、その上にスピン流熱電変換素子を作製している。
【００４２】
磁性体膜４０１には、ビスマス置換イットリウム鉄ガーネット（Ｂｉ：ＹＩＧ、組成はＢｉＹ２Ｆｅ５Ｏ１２）を用いる。Ｂｉ：ＹＩＧ膜は、有機金属分解法（ＭＯＤ法）により成膜する。溶液は（株）高純度化学研究所製のＭＯＤ溶液を用いる。この溶液中では、適切なモル比率（Ｂｉ：Ｙ：Ｆｅ＝１：２：５）からなる金属原材料が、カルボキシル化された状態で酢酸エステル中に３％の濃度で溶解されている。この溶液をスピンコート（回転数１０００ｒｐｍ、３０ｓ回転）でＧＧＧ基板上に塗布し、１５０℃のホットプレートで５分間乾燥させた後、５００℃で５分間の仮アニールを行い、最後に電気炉中で７００℃の高温かつ大気雰囲気下で１４時間かけて本アニールさせる。これにより、ＧＧＧ基板４００上に膜厚約６５ｎｍの結晶性Ｂｉ：ＹＩＧ膜を形成する。
【００４３】
続いて、起電体層４０２の第１の伝導体層４０３として、膜厚１０ｎｍのＣｕ膜をスパッタ蒸着する。その後、第２の伝導体層４０４として、ハーフメタルである、厚さ５ｎｍのＣｏ２ＭｎＳｉ薄膜を同じくスパッタ蒸着する。
【００４４】
最後に、電流を取り出すための第３の伝導体層４０５として１００ｎｍのＣｕ膜を蒸着する。以上により、本実施の形態に係るスピン流熱電変換素子が完成する。
【００４５】
また、図５のスピン流熱電変換素子では、第３の伝導体層４０５のＣｕ膜と第１の伝導体層４０３のＣｕ膜とを、負荷抵抗などを介して電気的に接続して閉回路を構成することで、スピン流熱電変換素子から起電力を取り出すことができる。
【００４６】
尚、スピン流熱電変換素子の製造方法は、上記のものに限られない。
【００４７】
例えば、磁性体４０１の形成方法としては、有機金属分解法（ＭＯＤ法）の他に、スパッタ法、ゾルゲル法、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）、フェライトめっき法、液相エピタキシー法、固相エピタキシー法、気相エピタキシー法、ディップ法、スプレー法、スピンコート法及び印刷法などのいずれかの方法を用いて成膜する方法が挙げられる。この場合、磁性体４０１は何らかの支持体上に成膜される。その他の磁性体４０１の形成方法としては、結晶引き上げ法、線引き炉を用いた磁性絶縁体ファイバや、焼結法、溶融法等を用いて、バルク体を磁性体として用いることが出来る。
【００４８】
第１の伝導体層４０３、第２の伝導体層４０４、第３の伝導体層４０５の形成方法としては、スパッタ法の他に、蒸着法、メッキ法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スプレー法及びスピンコート法などのいずれかの方法で成膜する方法が挙げられる。また、ナノコロイド溶液の塗布・焼結（参考：特開平７−１８８９３４号公報、特開平９−２０９８０号公報）、などを用いることができる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
【００５０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００５１】
（付記１）
面内方向の磁化を有する磁性体と、
前記磁性体と磁気的に結合する起電体層と
を備え、
前記起電体層は、
電気伝導性を有する第１の伝導体層と、
アップスピンとダウンスピンに対して異なる電気伝導率を有する第２の伝導体層と
を備える
スピン流熱電変換素子。
【００５２】
（付記２）
付記１に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第１の伝導体層及び前記第２の伝導体層は、層状である
スピン流熱電変換素子。
【００５３】
（付記３）
付記２に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記磁性体、前記第１の伝導体層及び前記第２の伝導体層は、この順番で積層されている
スピン流熱電変換素子。
【００５４】
（付記４）
付記３に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第１の伝導体層の厚さは、前記第１の伝導体層におけるスピン拡散長以下である
スピン流熱電変換素子。
【００５５】
（付記５）
付記３又は４に記載のスピン流熱電変換素子であって、
更に、電気伝導性を有する第３の伝導体層を備え、
前記磁性体、前記第１の伝導体層、前記第２の伝導体層、及び前記第３の伝導体層は、この順に積層されている
スピン流熱電変換素子。
【００５６】
（付記６）
付記１乃至５のいずれか一項に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第２の伝導体層のスピン偏極率の絶対値は０より大きい
スピン流熱電変換素子。
【００５７】
（付記７）
付記１乃至６のいずれか一項に記載のスピン流熱電変換素子であって、
前記第２の伝導体層は、ハーフメタルもしくは強磁性体のうち少なくとも一つを含有する
スピン流熱電変換素子。
【符号の説明】
【００５８】
３０１  磁性体
３０２  起電体層
３０３  第１の伝導体層
３０４  第２の伝導体層
３０５  第３の伝導体層
４００  基板
４０１  磁性体
４０２  起電体層
４０３  第１の伝導体層
４０４  第２の伝導体層
４０５  第３の伝導体層
ＳＵ  アップスピン
ＳＤ  ダウンスピン
【図１】
2014183176.tif 000003
【図２】
2014183176.tif 000004
【図３】
2014183176.tif 000005
【図４】
2014183176.tif 000006
【図５】
2014183176.tif 000007