磁場的案例
Maxwell導出磁場文件，磁場文件導入Fluent，保姆級教程 ￥199
Maxwell導出磁場數據并導入Fluent MHD模塊
一、Maxwell中的設置
1. 在Maxwell中建立模型，并進行求解，以圓柱形磁鐵為例，磁鐵尺寸為底面半徑*高=5mm*20mm.
2. 確定需要導出磁場的區域為磁鐵正上方的長方體區域，區域尺寸為10mm*10mm*5mm.
二、導入磁場數據文件的設置
1.使用Excel打開文件，選擇分隔符號/下一步/空格（取消Tab鍵）/完成.
2. 打開文件后，將數字格式設置為數值（其他格式也可以，能顯示完整數字即可）.
三、Fluent中的設置
1. Fluent中建立模型的坐標系要與Maxwell中的坐標系一致，在Fluent控制臺中依次輸入define/models/addon-module/1，激活MHD模塊（在進行MHD設置之前，需要初始化Fluent求解器）.
2. 在MHD模塊中，點擊Initialize MHD，初始化MHD模塊.
3. 點擊External B0/Improt/Browse，選擇編寫的磁場數據文件（txt、mag均可）.
4. 選擇Conducting/DC Field，點擊Reset External Field重置磁場加載區域，點擊Apply External Field，選中要加載磁場的區域，應用.
5. 再點擊Solution Control，輸入磁場強度系數（輸入幾就將原磁場強度數值擴大幾倍），點擊Apply B0 Scale Factor/OK.
6. 查看云圖，選擇User Define Memory，Magnitude of B0.
展開 基于Maxwell燒結釹鐵硼模具磁場模擬分析
摘 要:以SKH45壓機為例,基于 Maxwell三維數值有限元分析軟件建立電磁應用系統的仿真模型?在 仿 真 中定義了壓機各部分材料屬性,并加載邊界條件,求解及后處理?分析模具的磁場和電流密度分布,直觀地展現了模具磁場分布和力矩信息?根據不同產品需求,設計 一 款 新 模 具,并將新模具與舊模具磁感應強度對比?該 仿 真 結果能夠對模具設計提供參考,降低模具設計成本?縮短模具開發周期?
關鍵詞:Maxwell;磁感應強度;有限元分析;模具設計
2001年,中 國 釹 鐵 硼 產 量 超 過 日 本,成 為 全 球釹鐵硼第一大生產國[1-2]?隨著裝備 和 工 藝 的 完 善國內釹鐵硼產業迅速發展?釹鐵硼材料因其優異的磁性能,廣泛應用于計算機,網絡信息?通訊?航空航天?辦公自動化?家電人體健康等高新技術領域的核心能器件[3-6]?在日常生產中一般釹 鐵 硼 常 用3種生產工藝,即燒結工藝,粘接工藝和注塑工藝[7-8],其中燒結釹鐵硼的工藝流程一般依次包括配料?熔煉?氫爆?制粉?取向壓制?燒結?時效及后加工?
在釹鐵硼制造生產中,壓制成形是一個重要環節?它是將磁粉加工成具有一定尺寸?形狀以及一定密度和強度的待燒結的坯件?釹鐵硼材料在壓制成形過程中需要在磁場中取向成形,這個磁場可以采用直流磁場或脈沖磁場,直流磁場可保證在成形中粉末一直在磁場的作用下,使壓制中定向排列的粉體不致有所破壞?
對于燒結釹鐵硼壓制充磁的仿真,目前相關的研究較少,賀登宇[9]通過改善接觸取向磁場壓機極頭一側側板材料與磁路研究模具內場強梯度,但是對于合金模具缺乏相應的研究?本文使用 Maxwell軟件,建立三維壓機磁場數值模擬模型(含壓機結構和網格模型),并確定邊界條件(包括充磁電流及材料參數),進行仿真并將仿真結果與實際數據對標,優化模擬過程,在此基礎上研究了不同模具結構和模具材料對于模具磁場的影響
展開 海洋技術 ▏海洋工程磁場探測傳感技術研究進展
二、海洋工程磁場探測方法
海洋工程磁場探測有多種形式，其中，從探測方法角度來劃分，海洋工程磁場探測分為單磁力儀探測與多磁力儀探測，其中單磁力儀探測包括磁場總場探測和磁場矢量場探測，多磁力儀探測包括縱向磁場梯度探測、橫向磁場梯度探測、垂向磁場梯度探測、磁場傳感陣列探測等。
⒈磁場總場/矢量場探測
⑴磁場總場探測
海洋工程磁場總場探測是利用標量磁力儀探測海洋磁場總場強度，受磁力儀姿態影響較小，常用的標量磁力儀有光泵磁力儀、質子磁力儀和OVERHAUSER磁力儀等。
⑵磁場矢量場探測
海洋工程磁場矢量場探測是利用矢量磁力儀探測海洋磁場矢量場強度，能夠探測到磁場矢量場中的互相垂直的三個磁場分量，雖然受到姿態影響較大，但包含磁場信息更加豐富，具有較大的工程應用價值。常用的磁場矢量場磁力儀有磁通門傳感器、超導量子干涉儀（SQUID）等。
⒉磁場梯度/陣列探測
海洋工程磁場梯度探測是利用兩個磁力儀探測海洋磁場梯度場，根據工程應用形式不同，可以分為縱向磁場梯度探測、橫向磁場梯度探測和垂向磁場梯度探測。
⑴縱向磁場梯度探測
縱向磁場梯度探測是通過一根拖纜將兩個磁力儀按照一前一后的方式拖曳測量，兩個磁力儀之間保持一定距離間隔。在海洋工程磁場測量中，根據實際應用場景選擇并確定兩個磁力儀之間的基線長度，縱向梯度磁力儀在工程應用中實施較為方便，因此得到較廣泛的應用。
展開 基于comsol的磁場對鋰電池的影響仿真
鋰金屬陽極的沉積/剝離過程與這些金屬的電沉積是一致的，而鋰枝晶的生長是由電極表面的鋰離子濃度不均勻引起的，因此磁場的MHD效應有助于解決這一問題。</p><p>Li+在磁場的作用下受到洛倫茲力的影響，促進其螺旋式移動并產生磁流體效應。這種策略減少了Li+的濃度梯度和濃度極化，從而抑制了樹枝狀物的生長，提供了一個均勻而密集的Li層。</p><p>Li+的擴散系數與磁場強度有關，它可以改善Li+的擴散。此外，磁場的加入大大改善了半電池和全電池的循環壽命和庫侖效率。</p><p>磁場對Li陽極有三種效應：i) 電極上的電流分布不均，ii) 質量轉移增強，iii) Li+在Li樹枝狀物周圍重新分布。第一個效應促進了樹枝狀物的生長，而后兩個效應有助于防止它們的生長。</p><p>此外，研究表明與垂直磁場相比，平行磁場更有利于Li的均勻和致密生長。</p><p>磁導向和功能化的sepiolite（KFSEP）納米線為PEO全固態鋰電池提供高離子傳導性。</p><p>高穩定性的定向納米線具有抑制Li枝晶形成的功能，并為Li+擴散提供了快速移動的通道。這種方法與上述通過磁性取向制備的移動式鋰離子膜相似。磁場可增強Li+擴散和抑制SEI損傷。</p><p><br></p><p>四、磁場在鋰電池回收、材料分選中的作用，以及磁共振輔助快速檢測鋰電池性能。<br></p><p><br></p><p> 關于磁場的反應機制的系統研究很少。具體來說，磁場導致電化學性能改善的機制還沒有被完全揭示。</p><p> 此次采用Comsol仿真不同磁場強度下對鋰離子傳輸的影響，分析電芯性能的影響，其中通過引入磁泳力轉換為電流密度，來耦合磁場對電化學的影響。
展開 
基于comsol的磁場對鋰電池的影響仿真分析模擬
磁場可增強Li+擴散和抑制SEI損傷。
四、磁場在鋰電池回收、材料分選中的作用，以及磁共振輔助快速檢測鋰電池性能。
關于磁場的反應機制的系統研究很少。具體來說，磁場導致電化學性能改善的機制還沒有被完全揭示。
此次采用Comsol仿真不同磁場強度下對鋰離子傳輸的影響，分析電芯性能的影響，其中通過引入磁泳力轉換為電流密度，來耦合磁場對電化學的影響。
不同磁場強度下充放電曲線的變化。
不同磁場溫度下的電池放電溫度變化，可以看到順磁場方向可以幫助降低鋰電池工作溫度。
針對磁場對鋰電池的影響，可以嘗試磁場幫助提升電池工作和存儲的安全性、降低電池組工作溫度等等，深入分析磁場對電池的影響，有助于擴展鋰電池在強磁場環境的應用。
展開 日本科學家意外造出最強磁場
這種瞬間產生的巨大電流會創造一個強磁場，并在 1.5 毫米厚的內襯管（圖中左下橘黃色圓柱體）內部產生感應電流。
這兩股電流會產生互相排斥的磁場。由于主線圈由銅和鐵制成，相對于薄薄的銅內襯管更加厚重，因此排斥力和質量的差異會讓內襯管以 5 千米/秒的速度向內內爆。這種現象會不斷壓縮主線圈的靜態磁場，其強度約為 3.2 特斯拉，與核磁共振儀主磁體相當。
在壓縮過程中，研究人員利用了法拉第效應來測量磁場的強度，即當激光穿過磁場時，它的偏振會被磁場扭曲，結合傳播介質的長度和扭曲的角度，便可以得出磁場強度。他們在主線圈中放入了反射性光學探測裝置，輔以熔融石英棒，透鏡，塑料棒和磁場探頭等多種微米和毫米級器材，來識別和測量入射激光的偏振等數據，再經過分析射出的激光數據，計算得出最終的磁場強度變化和峰值。
圖 | 磁場強度的測量方法（來源：嶽山正二郎）
在經過了 40 多微秒的掙扎后，內襯管無法再一步壓縮，其磁場強度達到了 1200 特斯拉的峰值。此后，內襯管以相似的速度回彈，這股強大的力量最終帶著主線圈一起“同歸于盡”，并將實驗室的鐵門也炸壞了，留下了自己來過的痕跡。
至于追求超強磁場的理由，嶽山正二郎教授解釋說，“當磁場強度超過 1000 特斯拉時，你就會發現更有趣的可能性。你可以在電子不常在的材料環境中觀察它們的運動，探索新的電子設備種類，比如納米級別的電子設備。”
這項研究還有助于核聚變發電技術的研發，因為穩定核聚變所需的托卡馬克裝置需要數千特斯拉的強磁場，并且維持數微秒的時長。
如果研究團隊可以進一步提高磁場強度和可控性，那么我們或許離可控的核聚變發電技術又近了一步。
目前，研究團隊正在追求更高的強度記錄。“我們需要調整一下磁場生成器，然后重建一個鐵柜（實驗室）。
展開 霍爾推力器靜磁場仿真APP
霍爾推力器靜磁場仿真APP封裝了霍爾推力器磁極參數、陶瓷壁參數、兩線圈距內外磁極距離參數，其二維模型可達到快速計算霍爾推力器結構變化對通道內磁場分布影響的目的。霍爾推力器靜磁場仿真APP可查看磁場分布、磁通等值線云圖等、也可測量工程上所關注的器件陽極表面磁場強度的計算結果。
對于那些對航空航天領域感興趣的人來說，霍爾推力器靜磁場仿真APP可能是一個非常有用的工具。該應用程序可以幫助工程師們快速計算霍爾推力器結構變化對通道內磁場分布的影響，這對于設計和優化推力器來說是至關重要的。
該應用程序封裝了霍爾推力器磁極參數、陶瓷壁參數和兩線圈距內外磁極距離參數，使用它可以查看磁場分布、磁通等值線云圖等，也可以測量工程上所關注的器件陽極表面磁場強度的計算結果。
隨著科技的不斷進步，我們對航空航天領域的研究也在不斷深入。霍爾推力器作為一種新型的電推進技術，具有高效、可靠、靈活等優點，正在受到越來越多的關注。因此，開發這樣一款應用程序可以加速霍爾推力器的研究和應用。
雖然對于一般用戶來說，這個應用程序可能并不是很有用，但是對于那些從事航空航天領域工作的人來說，它可以提高他們的工作效率和精度，因此是一個非常有價值的工具。希望這個應用程序能夠不斷更新和完善，為航空航天領域的研究和應用做出更多的貢獻。
在線計算霍爾推力器靜磁場仿真APP：霍爾推力器靜磁場仿真APP - Simapps Store - 工業仿真APP商店
展開 ACS Nano：磁場增強光催化性能研究
圖3. α-Fe2O3/rGO 外磁場下光催化降解性能
(a) 外磁場下光催化設備示意圖；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在不同外磁場下降解RhB性能；
(c) α-Fe2O3/rGO 復合結構在不同外磁場下降解RhB的動力曲線；
(d) α-Fe2O3/rGO 復合結構外磁場下降解其他有機物性能。
圖4. α-Fe2O3/rGO 復合結構外磁場下光電催化性能
(a) α-Fe2O3/rGO復合結構外磁場下光電流性能；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在外磁場下的電子壽命。
圖5.磁場增強α-Fe2O3/rGO 復合結構光催化性能機制圖
(a) α-Fe2O3/rGO復合結構無磁場時的電子空穴對遷移；
(b)α-Fe2O3/rGO 復合結構在磁場下的電子空穴對遷移。
【小結】
研究者采用水熱法制備了α-Fe2O3與還原氧化石墨烯復合材料，研究了在外磁場下該材料光催化降解多種有機物以及光電流情況。由于外磁場引起的負磁電阻效應，光催化性能得到顯著增強。這一效應也為磁場在其它催化領域的廣泛應用帶來了新的可能。
文獻鏈接：Enhanced Photocatalytic Performance through Magnetic Field Boosting Carrier Transport (ACS Nano, 2018, 12 (4), pp 3351–3359)
展開 通過仿真優化核磁共振成像設備中的磁場分布
為了獲得這種高水平的圖像質量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內必須有一個已知的穩定的基礎磁場分布。這就是仿真發揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優化磁場，改善磁共振儀產生的掃描數據。
磁共振系統簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術，可以生成身體內部結構的詳細圖像。這種圖像被廣泛用于醫學和生物醫學領域，幫助醫生檢測、診斷和監測疾病和其他健康問題。
一臺 MRI 機器（頂部）和一個 MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據 CC BY 2.0授權，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據 CC BY-SA 4.0授權，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個狹小的密閉空間內接受一個強磁場，這個磁場會改變他們體內質子的排列。磁共振儀還會產生一種電流，影響質子的旋轉。RF 場被關閉后，質子回到平衡狀態，釋放出能量。一個接收線圈，如鳥籠線圈，會檢測到這一變化，隨后被轉化為圖像。
核磁共振儀產生的圖像能讓醫生看到人體內部的情況，使他們能夠準確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內的磁場分布由于其設計而發生波動，圖像質量就會很差，這對醫生診斷病人的能力產生負面影響。為了幫助醫生避免這個問題，工程師可以通過仿真來優化 MRI 鳥籠線圈的設計。
在 COMSOL Multiphysics? 中設計和優化 MRI 鳥籠式線圈
我們今天討論的案例模型展示了如何設計一個鳥籠線圈，并優化它在人體頭部造影周圍的磁場，用來創造所需的磁場分布。
展開 如何模擬時變磁場中的導體
COMSOL Multiphysics? 軟件附加的“AC/DC 模塊”最常見的用途之一是對產生大量感應電流的時變磁場中的導體及其他有損材料進行建模。正確的建模方法取決于磁場隨時間的變化速率。在本文中，我們將回顧相關的基礎知識，并介紹各種相關的建模技術。
利用“AC/DC 模塊”描述集膚效應
當諸如導體之類的有損材料暴露在時變電磁場中時，材料中將產生感應電流。感應電流產生的磁場會改變材料內部的電流分布，最終導致感應電流集中在有損材料的表面。這種現象被稱為集膚效應。
借助“AC/DC 模塊”及任意可用于求解磁場和電流的物理場接口，我們可以模擬這種效應。這些接口包括：
磁場接口
磁場和電場接口
磁場公式接口
旋轉機械，磁接口
假設磁場及其他場均隨時間成正弦變化，則上述物理場接口都支持在頻域內仿真。對于隨時間呈非正弦變化的場，可以采用磁場 接口以及旋轉機械，磁接口和磁場公式 接口進行全時域分析。
對時變磁場中導體進行頻域仿真
因為多數電氣設備的工作頻率或頻率范圍是已知的，所以我們先從頻域入手。我們可以根據工作頻率計算材料的集膚深度 δ：
其中 是工作頻率， 是磁導率， 是自由空間的介電常數， 和 是材料的相對磁導率和介電常數， 是材料的電導率。
描述導體時，此方程可以簡化為：
嚴格意義上來講，集膚深度是半無限大平面導體中感應電流衰減到e-1的深度，但是上述公式仍然是估算趨膚深度的有效方法，并且與幾何形狀無關。第一步始終是計算仿真中所有材料的集膚深度，因為這個值決定了我們將如何建模。為了理解這個關鍵點，我們以簡單的閉環導線圈（導線的半徑為 1 cm，導線圈的半徑為 10 cm）為例。
展開 通過仿真優化核磁共振成像設備中的磁場分布
為了獲得這種高水平的圖像質量，在磁共振成像儀和它的組件(如鳥籠線圈)內必須有一個已知的穩定的基礎磁場分布。這就是仿真發揮作用的地方。通過用 COMSOL Multiphysics? 軟件設計核磁共振鳥籠線圈，我們就可以控制和優化磁場，改善磁共振儀產生的掃描數據。
磁共振系統簡介
磁共振成像是一種非侵入性的技術，可以生成身體內部結構的詳細圖像。這種圖像被廣泛用于醫學和生物醫學領域，幫助醫生檢測、診斷和監測疾病和其他健康問題。
一臺 MRI 機器（頂部）和一個 MRI 生成的頭部圖像（底部）。頂部圖片由liz west制作 – 自己的作品。根據 CC BY 2.0授權，通過Flickr Creative Commons共享。底部圖片：Mikael Voss – 自己的作品。根據 CC BY-SA 4.0授權，通過 Wikimedia Commons共享。
簡單來說，磁共振儀的圖像工作原理是讓病人在一個狹小的密閉空間內接受一個強磁場，這個磁場會改變他們體內質子的排列。磁共振儀還會產生一種電流，影響質子的旋轉。RF 場被關閉后，質子回到平衡狀態，釋放出能量。一個接收線圈，如鳥籠線圈，會檢測到這一變化，隨后被轉化為圖像。
核磁共振儀產生的圖像能讓醫生看到人體內部的情況，使他們能夠準確地為病人診斷。然而，如果鳥籠線圈內的磁場分布由于其設計而發生波動，圖像質量就會很差，這對醫生診斷病人的能力產生負面影響。為了幫助醫生避免這個問題，工程師可以通過仿真來優化 MRI 鳥籠線圈的設計。
在 COMSOL Multiphysics? 中設計和優化 MRI 鳥籠式線圈
我們今天討論的案例模型展示了如何設計一個鳥籠線圈，并優化它在人體頭部造影周圍的磁場，用來創造所需的磁場分布。
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北航材料學院實現可抵抗60特斯拉超強磁場的反鐵磁記憶器件
MnPt薄膜中反鐵磁自旋軸在外加電場下的調控示意圖
利用這種電場產生的壓電應力對數據進行擦/寫，數據寫入過程中沒有電流的參與，即使在外加強磁場如9 或者14 特斯拉（T）下，數據寫入和存儲不受任何影響（圖2）。也就是說，用這種器件制成的硬盤可以在強磁場下正常運行。
圖2. 采用電場在基于MnPt的反鐵磁記憶器件中寫入的高低阻態
在此基礎上，劉知琪教授課題組和華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心的朱增偉教授課題組合作，測試了反鐵磁材料MnPt在超強脈沖磁場60 T（地球磁場強度的120萬倍）下的響應。實驗發現由于MnPt合金很強的反鐵磁耦合，其電阻態在60 T下幾乎不變化（~0.1%）（圖3），從而證實了這種記憶器件的數據態即使在60 T超強磁場下也不會產生“消磁”效應，也將反鐵磁材料抵抗磁場的優勢推向了極致。也就是說,用這種材料做成的硬盤，其中所保存的數據即使在60 T的超強脈沖磁場下也不會消磁。
圖3. 基于MnPt的反鐵磁記憶器件的電阻態在超強脈沖磁場下的響應
基于壓電應力對MnPt薄膜中反鐵磁自旋軸的調控,劉知琪教授課題組還制備出了反鐵磁隧道結器件,在室溫下實現了11.2%的電阻調控（圖4），從而克服了之前的反鐵磁隧道結很難在室溫下工作的不足，并將這種新型器件向高密度集成方向推進了重要的一步。
圖4. 電場操控的MnPt反鐵磁隧道結
審稿專家評論道：“此項工作的一個重要點就是反鐵磁材料的記憶電阻態在超強脈沖磁場下非常穩定”。
展開 fluent讀取Maxwell磁場數據的方法 ￥198
<p>fluent讀取Maxwell磁場數據的方法</p><p> 在計算磁流體的時候需要考慮磁場的分布，考慮流體的分布，那么fluent中的MHD模塊能夠很好的耦合兩者之間的效果，默認的mhd是輸入磁場定值來確定空間的磁場分布，那么有時候是變換的磁場，那么就需要其他軟件來完成磁場的計算，那么Maxwell軟件作為ANSYS的磁場計算軟件，越來越多的得到了應用。當然其磁場的計算是比較方便的，fluent的流體計算也是比較方便的，那么兩者之間如何傳遞磁場數據呢？</p><p> 先看一下傳遞的效果，下面為一個線圈在空間的磁場分布如圖所示</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/d6c521ffed7848ba8ae2fe02260181a5.png" title="Picture1.png" alt="Picture1.png" style="max-width: 760px; width: 371px; height: 200px;" width="371" height="200" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/d6c521ffed7848ba8ae2fe02260181a5.png?image_process=/format,webp/resize,w_371" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/d6c521ffed7848ba8ae2fe02260181a5.png?
展開 Maxwell導出磁場數據并導入Fluent MHD模塊 ￥199
Maxwell導出磁場數據并導入Fluent MHD模塊
一、Maxwell中的設置
1. 在Maxwell中建立模型，并進行求解，以圓柱形磁鐵為例，磁鐵尺寸為底面半徑*高=5mm*20mm.
2. 確定需要導出磁場的區域為磁鐵正上方的長方體區域，區域尺寸為10mm*10mm*5mm.
二、導入磁場數據文件的設置
1.使用Excel打開文件，選擇分隔符號/下一步/空格（取消Tab鍵）/完成.
2. 打開文件后，將數字格式設置為數值（其他格式也可以，能顯示完整數字即可）.
三、Fluent中的設置
1. Fluent中建立模型的坐標系要與Maxwell中的坐標系一致，在Fluent控制臺中依次輸入define/models/addon-module/1，激活MHD模塊（在進行MHD設置之前，需要初始化Fluent求解器）.
2. 在MHD模塊中，點擊Initialize MHD，初始化MHD模塊.
3. 點擊External B0/Improt/Browse，選擇編寫的磁場數據文件（txt、mag均可）.
4. 選擇Conducting/DC Field，點擊Reset External Field重置磁場加載區域，點擊Apply External Field，選中要加載磁場的區域，應用.
5. 再點擊Solution Control，輸入磁場強度系數（輸入幾就將原磁場強度數值擴大幾倍），點擊Apply B0 Scale Factor/OK.
6. 查看云圖，選擇User Define Memory，Magnitude of B0.
展開 在強磁場作用下，新材料顯著提升熱電轉化效率！
然而，在一項看似沒有關聯的研究中，Skinner 注意到，強磁場作用下的半導體會出現一種奇妙的現象：磁場會影響電子的移動，讓它們的軌跡變彎。然而，Skinner 和 Fu 想知道：磁場會對拓撲半金屬產生什么影響？
參考文獻后，他們發現普林斯頓大學的團隊于2013年嘗試完全表征一種稱為“硒化錫鉛”（ lead tin selenide）拓撲材料，并測量了它的熱電特性。在他們對于這種材料眾多觀察中，在35特斯拉的強磁場作用下（作為對比，大部分的磁共振成像機器的工作磁場強度是2特斯拉到3特斯拉），熱電發電量會增加。
Skinner 和 Fu 采用普林斯頓大學研究的這種材料的特性，在一系列溫度和磁場條件下，對材料的熱電性能進行理論建模。
Skinner 表示：“我們最終指出，在非常強的磁場作用下，產生了一種有趣的現象，在那里你可以讓電子和空穴朝著相反方向移動。電子朝著冷的一側，而空穴朝著熱的一側。它們在一起工作，原則上，你只要使磁場更強，就會讓同樣的材料產生越來越大的電壓。”
在他們的理論模型中，研究小組計算了硒化錫鉛的優值系數（ZT），這個數值表示材料離通過熱能產生電能的理論極限有多近。迄今為止，所報道的大部分材料的ZT都在2左右。Skinner 和 Fu 發現，在大約30特斯拉的強磁場作用下， 硒化錫鉛的ZT可以達到10左右，效率是之前性能最佳的熱電材料的五倍。
他們計算得出，如果在30特斯拉的磁場作用下，將ZT等于10的材料從室溫加熱至500開爾文，會將18%的熱量轉化為電力；相比于ZT等于2的材料，只能將8%的熱量轉化電力。
小組承認，為了達到如此高的效率，必須在非常強的磁場下加熱現有的拓撲半金屬，而世界上只有屈指可數的幾個設施能產生出這種強磁場。對于這些材料在電廠或者汽車中的實際應用來說，它們需要工作在1特斯拉到2特斯拉的磁場強度范圍內。
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