Dr. Juan Carlos Rojas

Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS, Université de Lorraine.


Harvesting energy with new thermoelectric effects

J.-Carlos Rojas-Sánchez

Institut Jean Lamour UMR 7198 CNRS, Université de Lorraine.

Boulevard des Aiguilletes, BP 70239,

54506 Vandoeuvre Les Nancy, France

 juan-carlos.rojas-sanchez@univ-lorraine.fr

 Researchgate/Juan_Carlos_Rojas_Sanchez

Spintronics -which exploits not only the charge but the spin of electrons- tackled an important advance in information technology thanks to the discovery of giant magnetoresistance (GMR) reported in 1988. Spintronics, among others applications, allowed reducing the size and increasing the capacity of the hard disk in our computers. In 2007 the discoverers of GMR were awarded the Nobel Prize (Albert Fert and Peter Grumberg). Recently, spin-orbit coupling leads to the discovery of new phenomena in spintronics like interconversion of charge current into a spin current: Spin Hall Effect (SHE) for 3D systems like heavy metals and alloys (NM), Edelstein effect (EE) for 2D systems like the new states of materials: Rashba interfaces and topological insulators (TI). TI material is essentially insulator in the bulk but has metallic states in the surfaces. The longitudinal spin Seebeck effect (LSSE) takes advantage of a vertical temperature gradient to generate a spin current inside a magnetic insulator (FI) and convert such a spin current in an output voltage due to the reciprocal effect, ISHE (IEE) in FI/NM (FI/TI) structure. I will describe those phenomena to predict a giant output voltage in a YIG/a-Sn structure, where YIG (Y3Fe5O12) is a ferrimagnet insulator and a-Sn is a new type of TI with large efficiency of spin-charge current conversion at room temperature. Thus this new thermoelectric effect open a road towards applications taking advantage of the energy that is wasted as a heat.

About Dr. Rojas

Investigador CNRS (Francia). Físico experimental en nanomateriales, nanomagnetismo, espintrónica y spin-orbitrónica. Egresado de FC/UNI (1999). Doctor en Física (2011, Argentina). Profesor (2010) en la Sección de Post-grado de la FC/UNI. Durante mi doctorado fabriqué y caractericé películas delgadas a base de manganitas. . Fuimos pioneros en mostrar la existencia del efecto de “exchange bias” en sistemas tipo LaSrMnO3/LaNiO3 (LSMO/LNO). Realizé la microfabricación de junturas túnel magnética (MTJ) para estudiar la magnetoresistencia túnel (TMR) en tricapas de LSMO/CMO/LSMO. Tuve una posición conjunta como investigador Post-doctoral en el CEA-Grenoble, Francia entre 2011 y 2013. El proyecto fue sobre efecto Hall de espín y espín-órbita en general, por lo cual tuvimos una estrecha colaboración con A. Fert (premio Nobel de física 2007) y su grupo en la unidad mixta CNRS/Thales en París, Francia. Realicé un post-doctorado entre 2013 y 2015 en CNRS/Thales. Estudio efectos de espín órbita usando el efecto de bombeo de espín (spin pumping, SP) mediante resonancia ferromagnética (FMR). Para ello puse en funcionamiento la configuración experimental para medir el inverso del efecto Hall de espín (ISHE), o el inverso del efecto Edelstein (IEE). He mostrado estos efectos en metales, semiconductores, aleaciones y aislantes topológicos. También uso nanodispositivos a base de válvulas de espín lateral (LSV) y medidas de magnetotransporte no-local para generar/detectar corriente pura de espín. He contribuido con publicaciones y presentaciones orales en diversas conferencias nacionales e internacionales (Perú, Argentina, Francia, Canada, USA). Actualmente soy investigador CNRS en el Institut Jean Lamour.