Эффект Нернста - Эттингсхаузена - появление электрич. поля Eнэ в проводнике, в к-ром есть градиент температуры Т, в направлении, перпендикулярном магн. полю Н. Различают поперечный и продольный эффекты.
Поперечный Эффект Нернста - Эттингсхаузена состоит в появлении электрического
поля Енэ | (разности потенциалов
Vнэ | ) в направлении, перпендикулярном
Н и Т.
В отсутствие магн. поля термоэлектрич. поле компенсирует поток носителей заряда,
создаваемый градиентом температуры, причём компенсация имеет место лишь для полного
тока: электроны с энергией, большей средней (горячие), движутся от горячего
конца образца к холодному, электроны с энергией, меньшей средней (холодные),-
в противоположном направлении. Сила Лоренца, отклоняет эти группы носителей
в направлении, перпендикулярном Т
и магн. полю, в разные стороны; угол отклонения (угол Холла) определяется временем
релаксации т данной группы носителей, т. е. различается для горячих и холодных
носителей, если t
зависит от энергии. При этом токи холодных и горячих носителей в поперечном
направлении ( | Т
и | Н) не могут компенсировать друг друга. Это приводит
к появлению поля Е | нэ, величина
к-рого определяется из условия равенства 0 суммарного тока j = 0.
Величина поля Е | нэ
зависит от Т,
Н и свойств вещества, характеризующихся коэф. Нернста-Эттингсха-узена N
| :
В полупроводниках под действием Т носители заряда разных знаков движутся в одну сторону, а в магн. поле отклоняются
в противоположные стороны. В результате направление поля Нернста - Эттингсхаузена,
создаваемого зарядами разного знака, не зависит от знака носителей. Это существенно
отличает поперечный эффект Нернста - Эттингсхаузена от Холла эффекта ,где направление поля Холла
различно для зарядов разного знака.
Т. к. коэф. N | определяется
зависимостью времени т релаксации носителей от их энергии ,
то эффект Нернста - Эттингсхаузена чувствителен к механизму рассеяния носителей заряда. Рассеяние
носителей заряда уменьшает влияние магн. поля. Если t
~ , то при r > 0 горячие носители рассеиваются реже холодных и направление поля Е
| нэ определяется направлением отклонения в
магн. поле горячих носителей. При r < 0 направление Е |
нэ противоположно и определяется холодными носителями.
В металлах, где ток переносится электронами
с энергией в интервале ~ kT вблизи Ферми поверхности, величина
N | задаётся производной дt/д
на Ферми-поверхности
= const (обычно у металлов N | > 0, но, напр.,
у меди N | < 0).
Измерения эффекта Нернста - Эттингсхаузена в полупроводниках позволяют
определить r, т. е. восстановить функцию t().
Обычно при высоких темп-pax в области собств. проводимости полупроводника N
| < 0 из-за рассеяния носителей на оп-тич. фононах. При понижении
температуры возникает область с N | > 0, соответствующая
примесной проводимости и рассеянием носителей гл. обр. на фононах (r <
< 0). При ещё более низких Т доминирует рассеяние на ионизов. примесях
с N | < 0 (r > 0).
В слабых магн. полях (wсt
<< 1, где wс
- циклотронная частота носителей) N | не зависит
от H. В сильных полях (wct
>> 1) коэф. N | пропорц. 1/H2.
В анизотропных проводниках коэф. N | - тензор. На
величину N | влияют увлечение электронов фотонами (увеличивает
N | ), анизотропия Ферми-поверхности и др.
Продольный эффект Нернста - Эттингсхаузена состоит в возникновении
элект-рич. поля Е||нэ (разности потенциалов
V||нэ) вдоль Т
при наличии H | Т.
Т. к. вдоль Т существует тер-моэлектрич. поле Еa
= aТ, где a - коэф.
термоэлек-трич. поля, то возникновение дополнит. поля вдоль Т
равносильно изменению поля Еa
при наложении магн. поля:
Магн. поле, искривляя траектории электронов (см. выше), уменьшает их длину свободного пробега l в направлении T. Т. к. время свободного пробега (время релаксации t) зависит от энергии электронов , то уменьшение l неодинаково для горячих и холодных носителей: оно меньше для той группы, для к-рой т меньше. Т. о., магн. поле меняет роль быстрых и медленных носителей в переносе энергии, и термоэлектрич. поле, обеспечивающее отсутствие переноса заряда при переносе энергии, должно измениться. При этом коэф. N|| также зависит от механизма рассеяния носителей. Термоэлектрич. ток растёт, если т падает с ростом энергии носителей (при рассеянии носителей на аку-стич. фононах), или уменьшается, если т увеличивается с увеличением (при рассеянии на примесях). Если электроны с разными энергиями имеют одинаковое t, эффект исчезает ( N|| = 0). Поэтому в металлах, где диапазон энергий электронов, участвующих в процессах переноса, мал (~ kT), N|| мало: В полупроводнике с двумя сортами носителей N|| ~ ~ g/kT. При низких темп-pax N|| может также возрастать из-за влияния увлечения электронов фононами. В сильных магн. полях полное термоэлектрич. поле в магн. поле "насыщается" и не зависит от механизма рассеяния носителей. В ферромагн. металлах эффект Нернста - Эттингсхаузена имеет особенности, связанные с наличием спонтанной намагниченности.
М. С. Бреслер
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.