JP6164217B2 - 熱電変換素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スピンゼーベック効果及び逆スピンホール効果に基づく熱電変換素子、及びその製造方法に関する。

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。

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、Ａｕ）において有意に発現する。

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、非特許文献１、非特許文献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、Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２）といった磁性絶縁体と金属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。

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。

図１は、特許文献１に開示されている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している。更に、ＮｉＦｅ膜１０５上にはＰｔ電極１０６が形成されており、そのＰｔ電極１０６の両端は端子１０７−１、１０７−２にそれぞれ接続されている。

このように構成された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電極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電極１０６にスピン流が流れ込む、あるいは、Ｐｔ電極１０６からＮｉＦｅ膜１０５にスピン流が流れ出す。Ｐｔ電極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電極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。

特開２００９−１３００７０号公報

Uchida et al., "Spin Seebeck insulator", Nature Materials, 2010, vol. 9, p.894. Uchida et al., "Observation of longitudinal spin-Seebeck effect in magnetic insulators", Applied Physics Letters, 2010, vol.97, p172505.

熱電変換素子の更なる高出力化が望まれる。

本発明の１つの観点において、熱電変換素子が提供される。その熱電変換素子は、可とう性を有する熱電変換シートを備える。熱電変換シートは、磁性体層と、磁性体層上に接触するように形成されスピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と、を備える。第１電極と第２電極は、熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、長手方向に直交する第１方向において互いに離間している。

本発明の他の観点において、熱電変換素子の製造方法が提供される。その製造方法は、（Ａ）可とう性を有する熱電変換シートを提供するステップを含む。ここで、熱電変換シートは、磁性体層と、磁性体層上に接触するように形成されスピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と、を備える。第１電極と第２電極は、熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、長手方向に直交する第１方向において互いに離間している。製造方法は、更に、（Ｂ）熱電変換シートを、第１方向に平行な中心軸の周りに巻くステップを含む。

本発明によれば、熱電変換素子の更なる高出力化が実現される。

図１は、特許文献１に記載されている熱電変換素子を示す概略図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子を示す概略図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子を示す概略図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の使用例を説明するための概略図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の変形例を示す断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る熱電変換素子の他の変形例を示す平面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．構成
図２及び図３は、本発明の第１の実施の形態に係る熱電変換素子を概略的に示している。熱電変換素子は、熱電変換シート１０を備えている。その熱電変換シート１０は、可とう性（flexibility）を有している。ここで、可とう性とは、可塑性（plasticity）と弾性（elasticity）の両方の概念を含む。すなわち、熱電変換シート１０は曲げることが可能である（図３参照）。

図２及び図３に示されるように、熱電変換シート１０は、一方向に長い形状を有している。その熱電変換シート１０の長手方向（延在方向）は、図中“Ｓ”で表される。尚、熱電変換シート１０は曲げることが可能であるため、その長手方向（Ｓ方向）は、熱電変換シート１０の各点でローカルに定義され得る（図３参照）。

また、熱電変換シート１０は、基板２０、磁性体層３０、起電層４０、第１電極５１、及び第２電極５２を備えている。磁性体層３０は、基板２０上に形成されている。起電層４０は、磁性体層３０上に接触するように形成されている。つまり、基板２０、磁性体層３０及び起電層４０は、この順番で積層されている。この積層方向は、上記の長手方向（Ｓ方向）と直交しており、図中“Ｔ”で表される。尚、熱電変換シート１０は曲げることが可能であるため、その積層方向（Ｔ方向）は、熱電変換シート１０の各点でローカルに定義され得る（図３参照）。

磁性体層３０は、スピンゼーベック効果を発現する材料で形成される。磁性体層３０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，Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２）、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（ＬａＹ_２Ｆｅ_５Ｏ_１２）、イットリウムガリウム鉄ガーネット（Ｙ_３Ｆｅ_５−ｘＧａ_ｘＯ_１２）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。

起電層（導電層）４０は、逆スピンホール効果（スピン軌道相互作用）を発現する材料で形成される。より詳細には、起電層４０の材料は、スピン軌道相互作用の大きな金属材料を含有する。例えば、スピン軌道相互作用の比較的大きなＡｕやＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、その他ｆ軌道を有する金属材料、またはそれらを含有する合金材料を用いる。また、Ｃｕなどの一般的な金属膜材料に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒなどの材料を０．５〜１０％程度ドープするだけでも、同様の効果を得ることができる。あるいは、起電層４０は、ＩＴＯなどの酸化物であってもよい。

これら磁性体層３０と起電層４０の積層により、熱電変換シート１０は、スピンゼーベック効果と逆スピンホール効果を利用した熱電変換機能を有することになる。より詳細には、磁性体３０は、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（駆動）する。そして、起電層４０は、逆スピンホール効果によってスピン流から起電力を発生する。ここで、発生する起電力の方向は、磁性体層３０の磁化方向と温度勾配方向との外積で与えられる。

第１電極５１及び第２電極５２は、起電層４０で発生した起電力を効率的に取り出すために設けられている。より詳細には、第１電極５１と第２電極５２は、起電層４０上に接触するように形成されている。また、第１電極５１と第２電極５２は共に、熱電変換シート１０の長手方向（Ｓ方向）と同じ方向に延在している。更に、第１電極５１と第２電極５２とは、「Ｙ方向（第１方向）」において互いに離間している。ここで、Ｙ方向とは、熱電変換シート１０の長手方向（Ｓ方向）と積層方向（Ｔ方向）の両方に直交する方向である。

また、第１電極５１及び第２電極５２の各々のシート抵抗は、起電層４０のシート抵抗よりも低いことが好適である。つまり、第１電極５１及び第２電極５２は、低抵抗領域を形成している。尚、第１電極５１及び第２電極５２は、起電層４０の材料と異なる材料で形成されてもよいし、同じ材料で形成されてもよい。

素子構成の一例は、次の通りである。熱電変換シート１０の長手方向の長さは３００ｍｍであり、そのＹ方向の幅は３０ｍｍである。起電層４０はＰｔ膜であり、その厚さは１０ｎｍであり、そのシート抵抗は約５０Ω□である。この場合、起電層４０のＹ方向の抵抗値は約５Ωである。一方、第１電極５１及び第２電極５２の各々はＣｕ膜であり、その厚さは１μｍであり、そのＹ方向の幅は３ｍｍである。この場合、第１電極５１及び第２電極５２の各々のＳ方向の抵抗値は約１Ωである。このような第１電極５１及び第２電極５２を用いることによって、起電層４０で発生した起電力を効率的に取り出すことが可能となる。

２．使用方法
上述の通り、本実施の形態に係る熱電変換シート１０は、可とう性を有しており、曲げることが可能である。実際に、熱電変換シート１０は、曲げられた状態で使用されることが好適である。より詳細には、図３に示されるように、熱電変換シート１０は、Ｙ方向に平行な中心軸Ｃの周りに巻かれた状態で使用される。尚、図３の例では、第１電極５１及び第２電極５２が形成されている面が外側を向いているが、その面が内側を向いてもよい。

更に、熱電変換シート１０は、起電層４０においてＹ方向（図３の例では、−Ｙ方向）に起電力が発生するように構成される。ここで、起電層４０で発生する起電力の方向は、上述の通り、磁性体層３０の磁化方向と温度勾配方向の両方に依存する。温度勾配方向は、使用形態（熱源の位置等）に依存するため、その使用形態に応じて磁性体層３０の磁化方向を適切に設定すればよい（後述される）。いずれにせよ、起電層４０においてＹ方向に起電力が発生するように、熱電変換シート１０を構成することは可能である。

起電層４０においてＹ方向に発生した起電力は、Ｙ方向に互いに離間している第１電極５１及び第２電極５２を通して取り出すことができる。このとき、第１電極５１はほぼ等電位となっている。また、第２電極５２もほぼ等電位となっている。図３に示されるように、第１電極５１及び第２電極５２のそれぞれ適当な位置に、第１外部端子６１及び第２外部端子６２が取り付けられてもよい。それら第１外部端子６１及び第２外部端子６２を用いることによって、電力を外に取り出すことができる。

３．効果
本実施の形態によれば、可とう性を有する熱電変換シート１０が利用される。よって、高出力化のために熱電変換シート１０の面積を増やしたとしても、それを折り畳むことによって、熱電変換素子全体としての面積の増加を抑えることができる。逆に言えば、素子面積を増大させることなく、発電量すなわち出力電力を増加させることが可能となる。

更に、本実施の形態によれば、起電層４０においてＹ方向に発生した起電力は、Ｙ方向に互いに離間している第１電極５１及び第２電極５２を通して取り出される。それら第１電極５１及び第２電極５２は、Ｙ方向と直交するＳ方向に延在している。これにより、第１電極５１と第２電極５２との間の電流経路が最短となり、起電層４０における抵抗ロス（オーミック損失）が大幅に削減される。このことも、発電量すなわち出力電力の増加に寄与する。

４．様々な例
４−１．第１の例
本実施の形態に係る熱電変換シート１０の使用方法（熱電変換素子の製造方法）の具体例を説明する。まず、図２で示された熱電変換シート１０が提供される。次に、図４に示されるように、その熱電変換シート１０が支持体７０の周りに巻き付けられる。より詳細には、支持体７０の軸方向（中心軸Ｃの方向）はＹ方向に平行であり、熱電変換シート１０は、その中心軸Ｃを中心として巻回形状を有するように巻き付けられる。尚、図４で示される熱電変換シート１０のうち、側面の屈曲した部分を除く部分は、以下「発電部」と参照される。

巻き付けの後、図５に示されるように、磁性体層３０に対する磁化方向初期化処理が実施される。具体的には、素子全体に対して、−Ｘ方向の外部磁界ＨＥが印加される。その結果、発電部における磁化方向は、熱電変換シート１０の長手方向（Ｓ方向）と平行になる。

図６は、熱源が熱電変換素子からみて−Ｚ方向に位置している場合を示している。この場合、温度勾配方向は−Ｚ方向である。起電層４０における起電力の方向は、発電部の磁化方向（Ｓ方向）と温度勾配方向（−Ｚ方向）との外積で与えられ、本例の場合、−Ｙ方向である。その起電力は、Ｙ方向に互いに離間している第１電極５１及び第２電極５２を通して、効率的に取り出される。

尚、磁性体層３０（発電部）の磁化方向は、本例ではＳ方向であるが、それに限られない。第１電極５１と第２電極５２の間に電位差が発生すればよく、そのためには、磁性体層３０の磁化は、Ｓ方向の“成分”を含んでいればよい。

４−２．第２の例
本実施の形態に係る熱電変換シート１０の使用方法（熱電変換素子の製造方法）の他の具体例を説明する。まず、図２で示された熱電変換シート１０が提供される。次に、図７に示されるように、素子全体に対して、−Ｘ方向の外部磁界ＨＥが印加され、磁化方向初期化処理が行われる。その結果、磁性体層３０の磁化方向は、熱電変換シート１０の長手方向（Ｓ方向）と平行になる。

磁化方向初期化処理の後、図８に示されるように、熱電変換シート１０が熱源８０の周りに巻き付けられる。より詳細には、円筒状の熱源８０（例：排熱管）の軸方向（中心軸Ｃの方向）はＹ方向に平行であり、熱電変換シート１０は、その中心軸Ｃを中心として巻回形状を有するように巻き付けられる。

本例の場合、図９に示されるように、温度勾配方向は、熱電変換シート１０の積層方向（Ｔ方向）である。起電層４０における起電力の方向は、磁性体層３０の磁化方向（Ｓ方向）と温度勾配方向（Ｔ方向）との外積で与えられ、本例の場合、−Ｙ方向である。その起電力は、Ｙ方向に互いに離間している第１電極５１及び第２電極５２を通して、効率的に取り出される。

尚、磁性体層３０の磁化方向は、本例ではＳ方向であるが、それに限られない。第１電極５１と第２電極５２の間に電位差が発生すればよく、そのためには、磁性体層３０の磁化は、Ｓ方向の“成分”を含んでいればよい。

上記のように熱電変換シート１０を熱源８０に巻き付ける前に磁化方向初期化処理を行う場合は、一様な外部磁界ＨＥを印加すればよい。そのため、簡易な製造装置（磁化方向初期化処理のための装置）を利用することができる。但し、磁化方向初期化処理の方法はこれに限られない。図１０及び図１１に示されるような方法での磁化方向初期化処理も可能である。

具体的には、図１０に示されるように、熱源８０の軸に沿って延在する磁化制御用配線８１が設けられる。そして、図１１に示されるように、その熱源８０の周りに熱電変換シート１０が巻き付けられる。この巻き付けの後、磁化方向初期化処理が実施される。詳細には、磁化制御用配線８１に初期化電流Ｉｍが流される。その結果、磁化制御用配線８１の周囲にＳ方向の磁界が発生し、それにより、磁性体層３０の磁化方向がＳ方向に初期化される。この方法の場合、大面積の熱電変換シート１０の巻き付け後に磁化方向初期化処理が行われるため、製造装置（磁化方向初期化処理のための装置）をコンパクトにできるという利点がある。

４−３．第３の例
熱電変換シート１０を巻いたときに第１電極５１と第２電極５２との間に空間が残ったままだと、その空間において熱伝導が鈍り、発電効率が悪くなる。そのため、熱電変換シート１０は、第１電極５１と第２電極５２との間に空間が残らないように形成されてもよい。

図１２は、一例を示しており、より詳細には、熱電変換シート１０のＹＴ断面を示している。図１２に示されるように、起電層４０上に絶縁体９０が形成されていてもよい。より詳細には、絶縁体９０は、起電層４０の露出面を覆い、且つ、第１電極５１と第２電極５２との間の空間を埋めるように形成されている。絶縁体９０は、熱伝導度が高い（熱抵抗が低い）材料、例えばポリイミドで形成される。

このような絶縁体９０により、熱電変換シート１０を巻いたときの空間の発生が防止され、発電効率が向上する。

４−４．第４の例
起電層４０の形成パターンは、上述の例に限られない。第１電極５１と第２電極５２との間に電位差が発生すれば、起電層４０の形成パターンはどのようなものでも構わない。

図１３は、一例を示しており、起電層４０のＳＹ平面パターンを示している。本例において、起電層４０は、第１電極５１と第２電極５２との間を電気的につないでいるが、その形成パターンは“蛇行形状（meandering shape）”である。その起電層４０において、−Ｙ方向の起電力が発生する。但し、蛇行形状のため、起電力の打ち消し合いが発生する。

そこで、起電力の打ち消し合いがなるべく抑えられるように、起電層４０中の発電効率分布が調整されると好適である。具体的には、起電層４０は、発電効率の高い高効率起電部４１と発電効率の低い低効率起電部４２とを含むように形成される。高効率起電部４１と低効率起電部４２とは、例えば、発電効率の異なる材料で形成される。

高効率起電部４１及び低効率起電部４２では、それぞれ、−Ｙ方向の起電力Ｅ１、Ｅ２が発生する。ここで、起電力Ｅ１は、起電力Ｅ２よりも大きい（Ｅ１＞Ｅ２）。従って、高効率起電部４１と低効率起電部４２を交互に配置することによって、蛇行形状の起電層４０でも、起電力の打ち消し合いを抑制することができる。図１３の例では、第１電極５１から第２電極５２に向けて、高効率起電部４１Ａ、低効率起電部４２Ａ、高効率起電部４１Ｂ、低効率起電部４２Ｂ、高効率起電部４１Ｃが交互に配置される。これにより、蛇行形状の起電層４０においても、全体として十分な起電力が得られる。

尚、図１３で示されるようなパターンが、熱電変換シート１０上に繰り返し形成されてもよい。

起電層４０の形成パターンは、蛇行形状に限られず、所望の特性に応じて適宜設計されるとよい。起電層４０の形成パターンを適宜調整することによって、第１電極５１と第２電極５２との間の幅（熱電変換シート１０のＹ方向の幅）を変えることなく、第１電極５１と第２電極５２との間の内部抵抗を制御可能である。それにより、所望の特性を得ることが可能となる。

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。

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。

（付記１）
可とう性を有する熱電変換シートを備え、
前記熱電変換シートは、
磁性体層と、
前記磁性体層上に接触するように形成され、スピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、
前記起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と
を備え、
前記第１電極と前記第２電極は、前記熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、前記長手方向に直交する第１方向において互いに離間している
熱電変換素子。

（付記２）
付記１に記載の熱電変換素子であって、
前記熱電変換シートは、前記起電層において前記第１方向に起電力が発生するように構成されている
熱電変換素子。

（付記３）
付記２に記載の熱電変換素子であって、
前記磁性体層の磁化は、前記長手方向の成分を含んでいる
熱電変換素子。

（付記４）
付記１乃至３のいずれか一項に記載の熱電変換素子であって、
前記熱電変換シートは、
前記起電層を覆い、前記第１電極と前記第２電極との間の空間を埋めるように形成された絶縁体
を更に備える
熱電変換素子。

（付記５）
付記１乃至４のいずれか一項に記載の熱電変換素子であって、
前記熱電変換シートは、前記第１方向に平行な中心軸の周りに巻かれた形状を有する
熱電変換素子。

（付記６）
付記５に記載の熱電変換素子であって、
前記熱電変換シートは、軸方向が前記第１方向である熱源の周りに巻き付けられている
熱電変換素子。

（付記７）
（Ａ）可とう性を有する熱電変換シートを提供するステップと、
ここで、前記熱電変換シートは、
磁性体層と、
前記磁性体層上に接触するように形成され、スピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、
前記起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と
を備え、
前記第１電極と前記第２電極は、前記熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、前記長手方向に直交する第１方向において互いに離間しており、
（Ｂ）前記熱電変換シートを、前記第１方向に平行な中心軸の周りに巻くステップと
を含む
熱電変換素子の製造方法。

（付記８）
付記７に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
前記熱電変換シートは、前記起電層において前記第１方向に起電力が発生するように構成されている
熱電変換素子の製造方法。

（付記９）
付記７又は８に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
前記熱電変換シートを巻くステップは、
前記熱電変換シートを、軸方向が前記第１方向である支持体の周りに巻き付けるステップと、
前記熱電変換シートを巻き付けるステップの後、前記磁性体層の磁化が前記長手方向の成分を含むように全体的に磁化を行うステップと
を含む
熱電変換素子の製造方法。

（付記１０）
付記７又は８に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
前記熱電変換シートを巻くステップは、
前記磁性体層の磁化が前記長手方向の成分を含むように全体的に磁化を行うステップと、
前記磁化を行うステップの後、前記熱電変換シートを、軸方向が前記第１方向である熱源の周りに巻き付けるステップと
を含む
熱電変換素子の製造方法。

本出願は、２０１２年７月１９日に出願された日本国特許出願２０１２−１６０２４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (10)

1. 可とう性を有する熱電変換シートを備え、
   前記熱電変換シートは、
   スピンゼーベック効果を発現する材料で形成された磁性体層と、
   前記磁性体層上に接触するように形成され、スピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、
   前記起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と
   を備え、
   前記第１電極と前記第２電極は、前記熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、前記長手方向に直交する第１方向において互いに離間している
   熱電変換素子。
2. 請求項１に記載の熱電変換素子であって、
   前記熱電変換シートは、前記起電層において前記第１方向に起電力が発生するように構成されている
   熱電変換素子。
3. 請求項２に記載の熱電変換素子であって、
   前記磁性体層の磁化は、前記長手方向の成分を含んでいる
   熱電変換素子。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱電変換素子であって、
   前記熱電変換シートは、
   前記起電層を覆い、前記第１電極と前記第２電極との間の空間を埋めるように形成された絶縁体
   を更に備える
   熱電変換素子。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱電変換素子であって、
   前記熱電変換シートは、前記第１方向に平行な中心軸の周りに巻かれた形状を有する
   熱電変換素子。
6. 請求項５に記載の熱電変換素子であって、
   前記熱電変換シートは、軸方向が前記第１方向である熱源の周りに巻き付けられている
   熱電変換素子。
7. （Ａ）可とう性を有する熱電変換シートを提供するステップと、
   ここで、前記熱電変換シートは、
   スピンゼーベック効果を発現する材料で形成された磁性体層と、
   前記磁性体層上に接触するように形成され、スピン軌道相互作用を発現する材料で形成された起電層と、
   前記起電層上に接触するように形成された第１電極及び第２電極と
   を備え、
   前記第１電極と前記第２電極は、前記熱電変換シートの長手方向に延在しており、且つ、前記長手方向に直交する第１方向において互いに離間しており、
   （Ｂ）前記熱電変換シートを、前記第１方向に平行な中心軸の周りに巻くステップと
   を含む
   熱電変換素子の製造方法。
8. 請求項７に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
   前記熱電変換シートは、前記起電層において前記第１方向に起電力が発生するように構成されている
   熱電変換素子の製造方法。
9. 請求項７又は８に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
   前記熱電変換シートを巻くステップは、
   前記熱電変換シートを、軸方向が前記第１方向である支持体の周りに巻き付けるステップと、
   前記熱電変換シートを巻き付けるステップの後、前記磁性体層の磁化が前記長手方向の成分を含むように全体的に磁化を行うステップと
   を含む
   熱電変換素子の製造方法。
10. 請求項７又は８に記載の熱電変換素子の製造方法であって、
    前記熱電変換シートを巻くステップは、
    前記磁性体層の磁化が前記長手方向の成分を含むように全体的に磁化を行うステップと、
    前記磁化を行うステップの後、前記熱電変換シートを、軸方向が前記第１方向である熱源の周りに巻き付けるステップと
    を含む
    熱電変換素子の製造方法。

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