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¿La conductividad térmica de los metales es afectada por campos magnéticos?

Especialmente para un ferromagnet un campo magnético debe tener un desplazamiento de banda inducido por el campo en la densidad de estados, pero me pregunto si este cambio es lo suficientemente grande como para ser significativo y afectar a la conductividad térmica.

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shayan Puntos 11

Los campos magnéticos, que sin duda puede influir en la conductividad térmica. Esta muestra, no es de extrañar que, cuando hay una fuerte influencia del campo magnético sobre otras propiedades, especialmente los electrónicos.

Uno (no de metal) ejemplo es 'tensor de conductividad Térmica en YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-x}$: Efectos de un plano de campo magnético" por R. Ocana y P. Esquinazi, Phys Rev B66 064525 (2002). La influencia de los campos magnéticos sobre el estado superconductor es bien conocida, así que usted puede ver fácilmente podrían meterse con el emparejamiento de los estados y el cambio de la (principalmente electrónica) conductividad térmica a bajas temperaturas.

Otro ejemplo es el 'Gigante de Campo Magnético Efecto sobre la Conductividad Térmica de Multicapas Magnéticas, Cu/Co/Cu/Ni(Fe)', H. Sato et al., J. Phys. Soc. Jpn. 62 431-434 (1993). De nuevo, el campo magnético de interacciones que conducen a la gran magnetoresistance cambios debe, y puede, el impacto de los componentes electrónicos de la conductividad térmica.

Como un ejemplo final, el Efecto de un campo magnético sobre la conductividad térmica de telururo de plomo-estaño telluride', T. Knittel y H. J. Goldsmid, J. Phys. C. 12 1891-1897 (1979). De nuevo, a baja temperatura, la electrónica de conductividad térmica domina, y el campo magnético va a modular.

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Samuel Weir Puntos 1427

No creo que la conductividad térmica de la mayoría de los metales es muy sensible a los campos magnéticos. Sí, habrá algunos inducida por el campo de la banda de desplazamiento en el caso de un itinerante ferroimán que, en principio, conduce a un cambio en la densidad de estados al nivel de Fermi, pero que suele ser un efecto muy pequeño.

Si el campo magnético inducido por el cambio en la conductividad térmica de un determinado metal fueron significativos, entonces por el Wiedemann–Franz ley de la conductividad eléctrica de los metales también debe cambiar en la misma proporción, puesto que tanto el (electrónica) la conductividad térmica y la conductividad eléctrica de un metal son sensibles a la electrónica, de la densidad de estados al nivel de Fermi. Trate de hacer un experimento a sí mismo en el que se conecta algunos de alambre de metal de hasta un sensible ohmímetro y vea si puede detectar un cambio en la resistencia eléctrica del alambre cuando se coloca cerca de un imán fuerte. Para los campos magnéticos que se puede obtener desde los típicos imanes permanentes, me imagino que usted no será capaz de detectar cualquier cambio en la resistencia eléctrica del alambre. Por Wiedemann-Franz, que significa que cualquier cambio en la conductividad térmica del alambre es también probable que sea nulo para todos los propósitos prácticos.

Fuertes campos magnéticos que de hecho puede inducir transiciones interbanda en la cual los electrones pueden "saltar" de una electrónica de la banda a la otra, en cuyo caso el familiar, semiclásica modelo de electrones dinámica se rompe. Este efecto es llamado magnético avance. Sin embargo, para los campos magnéticos para inducir ese salto de la cantidad a $\hbar \omega _c$ (donde $\omega _c$es la frecuencia ciclotrónica $\frac{\text{eB}}{m}$ y e=carga del electrón, B=campo magnético, m=masa efectiva de los electrones) debe ser comparable a cualquier interbandas brecha de energía. Incluso un gran campo de $B=10^4$ Gauss (típico imán para el refrigerador alrededor de 50 a 100 Gauss), $\hbar \omega _c$ es sólo de la orden de $10^{-4}$eV, así que usted puede ver que muy, muy grande, los campos magnéticos son generalmente necesarios para tener mucho efecto sobre la dinámica de electrones en lo que respecta a cambios significativos en las propiedades físicas de un metal tal como el cambio de su conductividad térmica.

(*Nota: siempre Hay condiciones que se pueden encontrar, donde un pequeño campo magnético, el cambio puede inducir, por ejemplo, un superconductor de metal para convertirse en un metal normal, lo que resulta en un gran cambio en la conductividad térmica, así como otras propiedades físicas. Pero en mi respuesta anterior supongo que se está excluyendo tales "casos especiales".)

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