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Efecto Nernst

En física y química, el efecto Nernst (también llamado el primer efecto Nernst-Ettingshausen , en honor a Walther Nernst y Albert von Ettingshausen ) es un fenómeno termoeléctrico (o termomagnético) que se observa cuando una muestra que permite la conducción eléctrica se somete a un campo magnético y a un gradiente de temperatura normales (perpendiculares) entre sí. Se inducirá un campo eléctrico normal a ambos.

Este efecto se cuantifica mediante el coeficiente de Nernst , que se define como

donde es el componente y del campo eléctrico que resulta del componente z del campo magnético y el componente x del gradiente de temperatura .

El proceso inverso se conoce como efecto Ettingshausen y también como segundo efecto Nernst-Ettingshausen.

Imagen física

Los portadores de energía móviles (por ejemplo, los electrones de la banda de conducción en un semiconductor ) se moverán a lo largo de gradientes de temperatura debido a las estadísticas [ dudosodiscutir ] y la relación entre la temperatura y la energía cinética. Si hay un campo magnético transversal al gradiente de temperatura y los portadores están cargados eléctricamente , experimentan una fuerza perpendicular a su dirección de movimiento (también la dirección del gradiente de temperatura) y al campo magnético. Por lo tanto, se induce un campo eléctrico perpendicular.

Tipos de muestra

Los semiconductores presentan el efecto Nernst, tal como lo observaron por primera vez TV Krylova y Mochan en la Unión Soviética en 1955. [1] [ fuente no primaria necesaria ] Sin embargo, en los metales , es casi inexistente. [ cita requerida ]

Superconductores

El efecto Nernst aparece en la fase de vórtice de los superconductores de tipo II debido al movimiento del vórtice. [2] [3] [4] Los superconductores de alta temperatura exhiben el efecto Nernst tanto en la fase superconductora como en la fase pseudogap . [5] Los superconductores de fermiones pesados ​​pueden mostrar una fuerte señal de Nernst que probablemente no se deba a los vórtices. [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ Krylova, TV; Mochan, IV (1955). "Investigación del efecto Nernst del germanio". J. Tech. Phys . 25 (12): 2119–2121.
  2. ^ Huebener, RP; Seher, A. (1969-05-10). "Efecto Nernst y flujo de flujo en superconductores. I. Niobio". Physical Review . 181 (2): 701–709. Bibcode :1969PhRv..181..701H. doi :10.1103/PhysRev.181.701. ISSN  0031-899X.
  3. ^ Huebener, RP; Seher, A. (1969-05-10). "Efecto Nernst y flujo de flujo en superconductores. II. Películas de plomo". Physical Review . 181 (2): 710–716. Bibcode :1969PhRv..181..710H. doi :10.1103/PhysRev.181.710. ISSN  0031-899X.
  4. ^ Rowe, VA; Huebener, RP (1969-09-10). "Efecto Nernst y flujo de flujo en superconductores. III. Películas de estaño e indio". Physical Review . 185 (2): 666–671. Bibcode :1969PhRv..185..666R. doi :10.1103/PhysRev.185.666. ISSN  0031-899X.
  5. ^ Xu, ZA; Ong, NP; Wang, Y.; Kakeshita, T.; Uchida, S. (3 de agosto de 2000). "Excitaciones de tipo vórtice y el inicio de la fluctuación de fase superconductora en La2-xSrxCuO4 subdopado". Nature . 406 (6795): 486–488. doi :10.1038/35020016. ISSN  0028-0836. PMID  10952303.
  6. ^ Bel, R.; Behnia, K.; Nakajima, Y.; Izawa, K.; Matsuda, Y.; Shishido, H.; Settai, R.; Onuki, Y. (2004-05-27). "Efecto gigante de Nernst en ${\mathrm{CeCoIn}}_{5}$". Physical Review Letters . 92 (21): 217002. arXiv : cond-mat/0311473 . doi :10.1103/PhysRevLett.92.217002. PMID  15245310.