D. K. S. Makdonald. Termoelektrik hodisalar negiziga kirish

Xulosalar

Ko'pincha termoelektr haqida foydali bo'lgan umumiy nuqtai nazarni quyidagicha umumlashtirish mumkin:

TermoEYuK har doim, birinchi navbatda, o'tkazgichda elektron tashish hodisalariga hissa qo'shishi mumkin bo'lgan qandaydir entropiya gradientining mavjudligini aks ettirishi kerak (shuningdek, 9-10-betlardagi "transport entropiyasi" ga qarang). Agar biz faqat elektronlarni ko'rib chiqsak, bu tabiiy ravishda diffuziya termoelektri nazariyasi tomonidan ko'rsatilgandek o'tkazuvchanlik elektronlarining o'ziga xos issiqligida ishtirok etadi va elektronlar issiqlik muvozanatida ko'proq yoki kamroq bo'lgan panjara tebranishlari yoki "normal" nopoklik(kiritma) atomlari bilan tarqalib ketadi. Agar harorat gradienti ostida elektron tashish hodisalariga bevosita hissa qo'shishi mumkin bo'lgan entropiya gradientining boshqa manbasi mavjud bo'lsa, keyin o'tkazuvchanlik elektronlari yaxshilangan termoEYuKni ta'minlash uchun bu entropiya gradientini "jo’mrak, kran, (tap)" qilishi mumkin. Qo'zg'atilgan panjara tebranishlari yoki fononlar uchun harorat gradienti to'g'ridan-to'g'ri fononlar oqimini hosil qiladi va agar bu oqim sezilarli bo'lsa va ayni paytda fonon-elektron birikmasi ham sezilarli bo'lsa, bu o'tkazuvchanlik elektronlari uchun entropiya oqimining kuchayish manbasini ta'minlaydi.
Keyin bu to'g'ridan-to'g'ri sudralish termoelektr quvvati ifodasida panjaraning o'ziga xos issiqlik ko'rinishida aks etadi.

84-bet.

"G'ayritabiiy" aralashmalar (magnit ionlari) bilan bog'liq vaziyatga murojaat qilsak, qo'shimcha entropiya manbai birinchi navbatda nopoklik(kiritma) ionlarining ichki energiya darajalarida joylashgan. Printsipial jihatdan biz ushbu magnit ionlarining ichki darajalarini termal qo'zg'atish tufayli, ular orasidagi samarali o'zaro ta'sirni qandaydir tarzda o'zgartirish orqali maksimal o'ziga xos issiqlik paydo bo'ladigan haroratni sozlash imkoniyatiga egamiz. Bu, o'z navbatida, nopoklik(kiritma) ionlarining konsentratsiyasini sozlash orqali amalga oshirilishi mumkin. Biroq, nopoklik(kiritma) ionlarida bu magnit darajalar bilan bog'liq bo'lgan entropiya oqimi yo'q, va ionlarning entropiya gradientini etarlicha tez-tez namuna olishi va "bosish, kran (tap)" uchun o'tkazuvchanlik elektronlariga juda maxsus tarqalish mexanizmi ishlab chiqilishi kerak. Ko'rinib turibdiki, biz yuqorida muhokama qilgan o'tkazuvchanlik elektronlarining o'ziga xos "aylanishli" noelastik tarqalishi, "o'zaro elektron tortishish" ga olib keladigan mexanizmni ta'minlashi mumkin.

23-rasm. "O'zaro elektron tortishish" (yoki "spin-drag") dan kelib chiqadigan nazariy anomal termoEYuKni erigan paramagnit ionlarning o'ziga xos issiqlik anomaliyasi bilan taqqoslash.

To’liq egri. Spini 1/2ga teng bo'lgan eritma ionlari uchun Bailyn (xususiy aloqa) tomonidan hisoblangan termoEYuK hissasi.
Chiziqli egri chiziq. Spini 1/2ga teng bo'lgan ionlarning qo'zg'alishi va energiyaning ajralishidan kelib chiqadigan o'ziga xos issiqlik hissasi e (Schottky anomaliyasi). S ning maksimal amplitudasini taqqoslashda qulaylik bo’lishi uchun ordinata (faqat) bilan masshtablangan (kattalikda va belgida).
Tarqaladigan ion 1/2 dan ortiq spinga ega bo'lgan hollarda ikkita egri chiziq o'rtasidagi aniq bog’liqlik kutilmaydi, lekin sifat jihatidan kuchli o'xshashlik saqlanib qoladi.

85-bet.

Bu ishlayotganda, anomal termoEYuK magnit ionlari o'zlarining qo'zg'alishini o'ziga xos issiqligini qaysidir darajada "ko'zgu" qilishini kutishimiz mumkin va bu aslida shunday ko'rinadi. (Masalan, 23-rasmga qarang, bu erda eritmadagi magnit ionlari hisobiga hisoblangan termoEYuK past haroratlarda H₁ doimiy magnit maydonida bitta magnit ionning ichki qo'zg'alishi tufayli o'ziga xos issiqlik egri chizig'i shakli bilan taqqoslanadi (Bailyn, xususiy ma’lumoti)).
Shunday qilib, juda keng ma'noda, agar biz o'ziga xos issiqlik kontseptsiyasini o'tkazuvchanlik elektronlari o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan umumiy muhitni qamrab oladigan darajada kengaytirsak, termoelektr "elektrning o'ziga xos issiqligi" degan, umumiy nuqtai nazarga qaytishimiz mumkin.
86-bet.
3-PHONONLARNING SUDRASHI VA “SOCHILISHI”.

1.