Yarıiletkenlerde Termal Etkiler

BAHADIR DEMİRCİOĞLUYARIİLETKENLER FİZİĞİ-I

2601110151

İçerikTermal İletkenlik

Joule-Thomson Katsayısı

Termo – Elektriksel Güç

Termo – Manyetik Etki

Ettinghausen Etkisi

Nernst Etkisi

Righi – Leduc Etkisi

Termal İletkenlikEn basit durumda dış alan olmadığında, sıcaklık gradyenti boyunca elektron sayısındaki değişim

sebebiyle kinetik enerji taşınımı elde ederiz. Termal iletkenliğin özü budur.

Termal İletkenlik

● Eğer sıcaklık gradyentimiz varsa, daha önce elimizde olan denklemleri kullanamayız.

● Akım yoğunluğu ve elektrik akımı olmadan ısı akımı denklemleri

Termal İletkenlik

● Yarıiletkenler için iki türlü termal iletkenliğe katkı vardır.

1)Atomların Titreşimleri( Kristal için latis titreşimi)

2)Yük taşıyıcıları olan elektron ve holelerin titreşimi

Termal İletkenlik

n – tipi, p – tipi termal iletkenlik

Termal İletkenlik

Joule-Thomson Katsayısı● Sabit entalpide, basıncın düşmesiyle sistemin

sıcaklığında gözlenen değişme miktarıdır. ● Sabit Entalpide basınç değişince sıcaklığın ne kadar

değiştiği sorusunun cevabı Joule-Thomson Katsayısı'dır.

Termo – Elektriksel Güç

● dT/dx=0 olursa ısı akımıyla akım yoğunluğu orantılı olacaktır bu etkiye Thomson ısınması denir ve termo – elektriksel gücü tanımlar.

● Elektronlar ve holler için termo – elektriksel güç;

Termo – Manyetik Etki

●Manyetik alanı z – yönünde elektrik alan ve gradyenti x y düzleminde bulunduğunda oluşan etkilere enine etki olarak bilinir.

●Adiyobatik süreçte dT/dy termo elektrik voltaja karşılık gelir ve Hall voltajına eklenir.

Ettinghausen Etkisi

● Bir yüzey ısıtıldığında bu yüzeye dik bir akım olduğu fark edilmiştir. Bu etkiye Ettinghausen Etkisi denir.

● Boltzman denkleminden hareketle dT/dy’ye göre çözüm yapılır.

● P Ettinghausen katsayısı olarak tanımlanır.

Uygulanan manyetik alan ve Elektrik akımı ile Ettingshausen

etkisiyle sıcaklık gradyanı

Uygulanan manyetik alan ve Elektrik akımı ile Ettingshausen

etkisiyle sıcaklık gradyanı

Ettinghausen Etkisi

● n tipi iletkenlik, p tipi iletkenlik, latis saçılmaları yani s=1/2 ve karışık iletkenlik için

Nernst Etkisi

● Elektriksel iletkenlik sağlayan bir örnek birbirlerine dik manyetik alan ve ısı gradyana tabi tutulduğunda Nernst Etkisi görülmektedir

● N Nernst katsayısı olmak üzere.

Righi – Leduc Etkisi● Sıcaklık gradyantı sabit elektriksel alan ve bir

manyetik alana yerleştirildiğinde ısı akışının sağlandığı ortaya çıkmıştır. Buna Righi-Leduc Etkisi denir

● Bu etki Hall effect gibi manyetik alandaki elektronların eğriliğinden kaynaklanmaktadır.

● A katsayısı olarak gösterilir.