к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Термогальваномагнитные явления

Термогальваномагнитные явления - явления переноса теплоты и зарядов в проводнике, происходящие при одноврем. воздействии электрич. и магн. полей, а также градиента температуры. Одновременно наличие этих трёх факторов приводит не только к изменению кинетич. коэф., характеризующих проводник: коэф. теплопроводности к, коэф. Холла R (см. Холла эффект ),проводимости s, коэф. термоэдс a, но и к появлению "перекрёстных" явлений. К последним относятся поперечный и продольный Нернста - Эттингсхаузена эффекты, Нернста эффект, Эттингсхаузена эффект, а также эффекты, обусловленные влиянием магн. поля на термоэлектрические явления и воздействием градиента температуры (или потока теплоты) на гальвано магнитные явления. Т. я. могут наблюдаться в полупроводниках, металлах, полуметаллах, плазме и др. При феноменология, описании Т. я. обычно пользуются системой ур-ний, в к-рой поток теплоты q и электрич. поле E выражены через плотность тока j, разность потенциалов f и градиент температуры :

Тензоры s_ik^-1, , a_ik,b_ik, согласно соотношению симметрии кинетич. коэф. в магн. поле (см. Онсагера теорема ),удовлетворяют соотношениям

Для изотропного проводника ур-ния (1), (2) приводят к двум векторным ур-ниям

Ур-ния (3) содержат 6 независимых скалярных кинетич. коэф., зависящих от магн. поля H: s, , a, а также R, А_НЭ, A_МРЛ - коэф., характеризующие эффекты Холла, Нернста-Эттингсхаузена и Маджи-Риги-Ледюка эффект.

В металлах и вырожденных полупроводниках перенос заряда и тепла осуществляется носителями заряда с энергиями вблизи энергии Ферми в узком слое kT. Поэтому величины всех коэф. малы, порядка В полупроводниках с двумя сортами носителей заряда (электронами и дырками) существенный вклад в Т. я. вносит биполярное движение электронов и дырок, поэтому все кинетич. коэф. Т. я. содержат составляющую, пропорц. где - ширина запрещённой зоны полупроводника, и, т, о., все коэф. в (3) возрастают.

Обычно с помощью (3) Т. я. в изотропном проводнике классифицируются след. образом: ось z выбирают вдоль H и различают продольные (j_x=j_v = 0, q_x = q_y = 0)и поперечные эффекты. При этом Т. я. подразделяют на изотермические и адиабатические (q_у = 0; см. табл.).

Поперечные термогальваномагннтные явления ( и - изотермические, а-адиабатические)

Коэф. А_РЛ и А_Э характеризуют соответственно Риги - Ледюка эффект и Эттингсхаузена эффект.

Указанные в табл. кинетич. коэф. связаны между собой со отношениями

По определению, эффекты Эттингсхаузена и Риги - Ледюка могут быть только адиабатическими, остальные Т. я. могут быть как изотермическими, так и адиабатическими. Обычно измерения коэф. Т. я. выполняются в калоримет-рич. приборах, когда условия эксперимента близки к адиабатическим. Однако если фононная часть теплопроводности значительно больше электронной, то адиабатич. коэф. практически совпадают с изотермическими.

Коэф., характеризующие Т. я., зависят от механизма рассеяния носителей заряда и чувствительны к зависимости времени релаксации импульса т носителей заряда (времени свободного пробега) от их энергии. Кроме того, на эти коэф. влияют зонная структура энергетич. спектра носителей заряда (см. Зонная теория ),форма фермы-поверхности, увлечение электронов фононами, тип примесей и т. д. Зависимость коэф. Т. я. от H определяется параметром w_ct где w_c=eH/тс - циклотронная частота носителей запяла (т-их эфф. масса). В случае т. н. слабых магн. полей (w_ct<<1) все коэф. не зависят от H.

Практич. применение Т. я. основано на использовании Пелътье эффекта для охлаждения приборов и устройств, помещённых в сильное магн. поле. Это может приводить к значит. увеличению термоэлектрич. эффективности Z = a²s за счёт роста в магн. поле коэф. термоэдс a при неизменном значении отношения (в магн. поле выполняется Видемана - Франца закон).

Литература по термогальваномагнитным явлениям

Цидильковский И. М., Термомагнитные явления в полупроводниках, М., 1960;
Блатт Ф., Физика электронной проводимости в твердых телах, пер, с англ., М.. 1971;
Зеегер К., Физика полупроводников, пер, с англ., М., 1977;
Аскеров Б. М., Электронные явления переноса в полупроводниках, М., 1985;
Гуревич Ю. Г., Парадоксы теплопроводности в полупроводниках, "Природа", 1986, № 3, с. 66.

А. Э. Мейерович

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира