We report on the direct observation of the magneto-Peltier effect in a current-in-plane giant magnetoresistive (CIP-GMR) spin valve. By means of the recently developed thermoelectric imaging technique based on lock-in thermography, we demonstrate that thermoelectric cooling and heating are generated by applying a local magnetic field to the CIP-GMR spin-valve film, confirming the different Peltier coefficients of the spin valve between the parallel and antiparallel magnetization configurations. The cooling and heating positions are found to be tuned simply by changing the magnitude of the local magnetic field. This versatile and reconfigurable thermoelectric conversion functionality may provide a thermal management method for CIP-GMR magnetic sensors.
References
1.
2.
F. J.
DiSalvo
, Science
285
, 703
(1999
).3.
A.
Fukushima
, K.
Yagami
, A. A.
Tulapurkar
, Y.
Suzuki
, H.
Kubota
, A.
Yamamoto
, and S.
Yuasa
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
44
, L12
(2005
).4.
L.
Gravier
, S.
Serrano-Guisan
, and J. P.
Ansermet
, J. Appl. Phys.
97
, 10C501
(2005
).5.
L.
Gravier
, S.
Serrano-Guisan
, F.
Reuse
, and J. P.
Ansermet
, Phys. Rev. B
73
, 052410
(2006
).6.
G. E. W.
Bauer
, E.
Saitoh
, and B. J.
van Wees
, Nat. Mater.
11
, 391
(2012
).7.
J.
Flipse
, F. L.
Bakker
, A.
Slachter
, F. K.
Dejene
, and B. J.
van Wees
, Nat. Nanotechnol.
7
, 166
(2012
).8.
S. R.
Boona
, R. C.
Myers
, and J. P.
Heremans
, Energy Environ. Sci.
7
, 885
(2014
).9.
J.
Shan
, F. K.
Dejene
, J. C.
Leutenantsmeyer
, J.
Flipse
, M.
Münzenberg
, and B. J.
van Wees
, Phys. Rev. B
92
, 020414(R)
(2015
).10.
K. S.
Das
, F. K.
Dejene
, B. J.
van Wees
, and I. J.
Vera-Marun
, Phys. Rev. B
94
, 180403(R)
(2016
).11.
K.
Uchida
, S.
Daimon
, R.
Iguchi
, and E.
Saitoh
, Nature
558
, 95
(2018
).12.
T.
Kuschel
, M.
Czerner
, J.
Walowski
, A.
Thomas
, H. W.
Schumacher
, G.
Reiss
, C.
Heiliger
, and M.
Münzenberg
, J. Phys. D
52
, 133001
(2019
).13.
T. C. S. C.
Gomes
, F. A.
Araujo
, and L.
Piraux
, Sci. Adv.
5
, eaav2782
(2019
).14.
R.
Das
and K.
Uchida
, Appl. Phys. Lett.
114
, 082401
(2019
).15.
K.
Masuda
, K.
Uchida
, R.
Iguchi
, and Y.
Miura
, Phys. Rev. B
99
, 104406
(2019
).16.
R.
Das
, R.
Iguchi
, and K.
Uchida
, Phys. Rev. Appl.
11
, 034022
(2019
).17.
B.
Dieny
, V. S.
Speriosu
, S. S. P.
Parkin
, B. A.
Gurney
, D. R.
Wilhoit
, and D.
Mauri
, Phys. Rev. B
43
, 1297(R)
(1991
).18.
S. S. P.
Parkin
, Z. G.
Li
, and D. J.
Smith
, Appl. Phys. Lett.
58
, 2710
(1991
).19.
T.
Miyazaki
and N.
Tezuka
, J. Magn. Magn. Mater.
139
, L231
(1995
).20.
J. S.
Moodera
, L. R.
Kinder
, T. M.
Wong
, and R.
Meservey
, Phys. Rev. Lett.
74
, 3273
(1995
).21.
M. A. M.
Gijs
, S. K. J.
Lenczowski
, and J. B.
Giesbers
, Phys. Rev. Lett.
70
, 3343
(1993
).22.
S. S. P.
Parkin
, C.
Kaiser
, A.
Panchula
, P. M.
Rice
, B.
Hughes
, M.
Samant
, and S.-H.
Yang
, Nat. Mater.
3
, 862
(2004
).23.
S.
Yuasa
, T.
Nagahama
, A.
Fukushima
, Y.
Suzuki
, and K.
Ando
, Nat. Mater.
3
, 868
(2004
).24.
K.
Uchida
, T.
Ota
, H.
Adachi
, J.
Xiao
, T.
Nonaka
, Y.
Kajiwara
, G. E. W.
Bauer
, S.
Maekawa
, and E.
Saitoh
, J. Appl. Phys.
111
, 103903
(2012
).25.
J. P.
Jan
, in Solid State Physics
, edited by F.
Seitz
and D.
Turnbull
(Academic
, New York
, 1957
), Vol. 5
, p. 1
.26.
J.-E.
Wegrowe
, Q. A.
Nguyen
, M.
Al-Barki
, J.-F.
Dayen
, T. L.
Wade
, and H.-J.
Drouhin
, Phys. Rev. B
73
, 134422
(2006
).27.
M.
Walter
, J.
Walowski
, V.
Zbarsky
, M.
Münzenberg
, M.
Schäfers
, D.
Ebke
, G.
Reiss
, A.
Thomas
, P.
Peretzki
, M.
Seibt
, J. S.
Moodera
, M.
Czerner
, M.
Bachmann
, and C.
Heiliger
, Nat. Mater.
10
, 742
(2011
).28.
A. D.
Avery
, M. R.
Pufall
, and B. L.
Zink
, Phys. Rev. Lett.
109
, 196602
(2012
).29.
A.
Boehnke
, U.
Martens
, C.
Sterwerf
, A.
Niesen
, T.
Huebner
, M.
von der Ehe
, M.
Meinert
, T.
Kuschel
, A.
Thomas
, C.
Heiliger
, M.
Münzenberg
, and G.
Reiss
, Nat. Commun.
8
, 1626
(2017
).30.
H.
Straube
, J.-M.
Wagner
, and O.
Breitenstein
, Appl. Phys. Lett.
95
, 052107
(2009
).31.
O.
Breitenstein
, W.
Warta
, and M.
Langenkamp
, Lock-in Thermography: Basics and Use for Evaluating Electronic Devices and Materials
(Springer Science & Business Media
, 2010
).32.
O.
Wid
, J.
Bauer
, A.
Muller
, O.
Breitenstein
, S. S. P.
Parkin
, and G.
Schmidt
, Sci. Rep.
6
, 28233
(2016
).33.
S.
Daimon
, R.
Iguchi
, T.
Hioki
, E.
Saitoh
, and K.
Uchida
, Nat. Commun.
7
, 13754
(2016
).34.
J.
Flipse
, F. K.
Dejene
, D.
Wagenaar
, G. E. W.
Bauer
, J.
Ben Youssef
, and B. J.
van Wees
, Phys. Rev. Lett.
113
, 027601
(2014
).35.
T.
Seki
, R.
Iguchi
, K.
Takanashi
, and K.
Uchida
, Appl. Phys. Lett.
112
, 152403
(2018
).36.
A.
Yagmur
, R.
Iguchi
, S.
Geprägs
, A.
Erb
, S.
Daimon
, E.
Saitoh
, R.
Gross
, and K.
Uchida
, J. Phys. D
51
, 194002
(2018
).37.
T.
Seki
, R.
Iguchi
, K.
Takanashi
, and K.
Uchida
, J. Phys. D
51
, 254001
(2018
).38.
R.
Iguchi
, A.
Yagmur
, Y.-C.
Lau
, S.
Daimon
, E.
Saitoh
, M.
Hayashi
, and K.
Uchida
, Phys. Rev. B
98
, 014402
(2018
).39.
K.
Uchida
, M.
Sasaki
, Y.
Sakuraba
, R.
Iguchi
, S.
Daimon
, E.
Saitoh
, and M.
Goto
, Sci. Rep.
8
, 16067
(2018
).© 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
