Тепловой эффект Холла

В физике твердого тела тепловой эффект Холла , также известный как эффект Риги-Ледука , названный в честь независимых соавторов-открывателей Аугусто Риги и Сильвестра Анатоля Ледюка , является тепловым аналогом эффекта Холла . Учитывая температурный градиент в твердом теле, этот эффект описывает появление ортогонального градиента температуры при приложении магнитного поля.

В проводниках значительная часть теплового тока переносится электронами. В частности, эффект Риги-Ледука описывает тепловой поток, возникающий в результате перпендикулярного градиента температуры, и наоборот. Эффект Магги-Риги-Ледука описывает изменение теплопроводности при помещении проводника в магнитное поле .

В парамагнитных изоляторах также был измерен тепловой эффект Холла, названный « фононным эффектом Холла». В этом случае в твердом теле нет заряженных токов, поэтому магнитное поле не может оказывать силу Лоренца . Аналогичный тепловой эффект Холла для нейтральных частиц существует в многоатомных газах, известный как эффект Сенфлебена-Бинаккера .

Измерения теплопроводности Холла используются для различения электронного и решеточного вкладов в теплопроводность. Эти измерения особенно полезны при изучении сверхпроводников .

Описание

Если задан проводник или полупроводник с разницей температур в направлении x и магнитным полем B, перпендикулярным ему в направлении z , то разница температур может возникнуть в поперечном направлении y :

${\frac {\partial T}{\partial y}}=R_{\mathrm {TH} }B{\frac {\partial T}{\partial x}}$

Эффект Риги-Ледука является тепловым аналогом эффекта Холла. Благодаря эффекту Холла внешнее электрическое напряжение вызывает протекание электрического тока. Подвижные носители заряда (обычно электроны) отклоняются в поперечном направлении под действием магнитного поля под действием силы Лоренца . В результате эффекта Риги-Ледука разница температур заставляет подвижные носители заряда течь от более теплого конца к более холодному. Здесь сила Лоренца также вызывает поперечное отклонение. Поскольку электроны переносят тепло, одна сторона нагревается больше, чем другая.

Термический коэффициент Холла $R_{\mathrm {TH} }$ (иногда также называемый коэффициентом Риги – Ледюка) зависит от материала и имеет единицы тесла. ⁻¹ . Это связано с коэффициентом Холла. $R_{\mathrm {H} }$ по электропроводности $\sigma$, как

$R_{\rm {TH}}=\sigma R_{\rm {H}}$.

См. также

• Эффект Холла