ПРОГНОЗ СОЛНЕЧНОЙ НЕПОГОДЫВ будущем исследователи будут следить за рентгеновскими лучами от Юпитера, чтобы выяснить, что происходит на дальней стороне Солнца, невидимой с Земли, сообщает New Scientist. Далее... |
термогальваномагнитные явления
ТЕРМОГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ
ЯВЛЕНИЯ - явления переноса теплоты и зарядов в проводнике, происходящие
при одноврем. воздействии электрич. и магн. полей, а также градиента темп-ры.
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 темп-ры (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 темп-ры
:
Тензоры sik-1,
, aik,bik
, 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, АНЭ, AМРЛ - 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 (jx=jv
= 0, qx = qy = 0)и поперечные
эффекты. При этом Т. я. подразделяют на изотермические
и адиабатические (qу = 0; см. табл.).
Поперечные термогальваномагннтные
явления ( и
- изотермические, а-адиабатические)
Коэф. АРЛ и АЭ 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 wct где wc=eH/тс
- циклотронная частота носителей запяла (т-их эфф. масса). В случае
т. н. слабых магн. полей (wct<<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).
Лит.: Ландау Л,
Д., ЛифшицЕ. М., Электродинамика сплошных сред, 2 изд., М., 1982; Цидильковский
И. М., Термомагнитные явления в полупроводниках, М., 1960; Б латт 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.