Термогальваномагнитные явления. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

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

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.