Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi
The field dependence of the power factor for a layered thermoelectric material with a closed Fermi surface in a quantizing magnetic field and at helium temperatures has been studied in the geometry where the temperature gradient and the magnetic field are perpendicular to the material layers. The ca...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018304 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2018304 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
фактор потужностi термоелектричний коефiцiєнт квантуюче магнiтне поле пiдзона Ландау замкнена поверхня Фермi power factor thermoelectric coefficient quantizing magnetic field Landau’s subband Fermi surface squeeze |
| spellingShingle |
фактор потужностi термоелектричний коефiцiєнт квантуюче магнiтне поле пiдзона Ландау замкнена поверхня Фермi power factor thermoelectric coefficient quantizing magnetic field Landau’s subband Fermi surface squeeze Gorskyi, P. V. Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| topic_facet |
фактор потужностi термоелектричний коефiцiєнт квантуюче магнiтне поле пiдзона Ландау замкнена поверхня Фермi power factor thermoelectric coefficient quantizing magnetic field Landau’s subband Fermi surface squeeze |
| format |
Article |
| author |
Gorskyi, P. V. |
| author_facet |
Gorskyi, P. V. |
| author_sort |
Gorskyi, P. V. |
| title |
Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_short |
Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_full |
Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_fullStr |
Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_full_unstemmed |
Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_sort |
фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi |
| title_alt |
Power Factor for Layered Thermoelectric Materials with a Closed Fermi Surface in a Quantizing Magnetic Field |
| description |
The field dependence of the power factor for a layered thermoelectric material with a closed Fermi surface in a quantizing magnetic field and at helium temperatures has been studied in the geometry where the temperature gradient and the magnetic field are perpendicular to the material layers. The calculations are carried out in the constant relaxation time approximation. In weak magnetic fields, the layered-structure effects are shown to manifest themselves in a phase retardation of power factor oscillations, increase of their relative contribution, and certain reduction of the power factor in whole. In high magnetic fields, there exists an optimal range, where the power factor reaches its maximum, with the corresponding value calculated for the chosen parameters of the problem in the effective mass approximation being by 12% higher than that for real layered crystals. Despite low temperatures, the power factor maximum obtained with those parameters in a magnetic field of 1 T has a value characteristic of cuprate thermoelectric materials at 1000 K. For this phenomenon to take place, it is necessary that the ratio between the free path of charge carriers and the interlayer distance should be equal to or larger than 30,000. However, in ultraquantum magnetic fields, the power factor drastically decreases following the dependence P -- T^-3B^-6. The main reason for this reduction is a squeeze of the Fermi surface along the magnetic field in the ultraquantum limit owing to the condensation of charge carriers on the bottom of a single filled Landau subband. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018304 |
| work_keys_str_mv |
AT gorskyipv powerfactorforlayeredthermoelectricmaterialswithaclosedfermisurfaceinaquantizingmagneticfield AT gorskyipv faktorpotužnostišaruvatogotermoelektričnogomaterialuizzamknenoûpoverhneûfermivkvantuûčomumagnitnomupoli |
| first_indexed |
2023-03-24T08:55:18Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:55:18Z |
| _version_ |
1795757607039795200 |
| spelling |
ujp2-article-20183042019-03-05T16:51:43Z Power Factor for Layered Thermoelectric Materials with a Closed Fermi Surface in a Quantizing Magnetic Field Фактор потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею фермi в квантуючому магнiтному полi Gorskyi, P. V. фактор потужностi термоелектричний коефiцiєнт квантуюче магнiтне поле пiдзона Ландау замкнена поверхня Фермi power factor thermoelectric coefficient quantizing magnetic field Landau’s subband Fermi surface squeeze The field dependence of the power factor for a layered thermoelectric material with a closed Fermi surface in a quantizing magnetic field and at helium temperatures has been studied in the geometry where the temperature gradient and the magnetic field are perpendicular to the material layers. The calculations are carried out in the constant relaxation time approximation. In weak magnetic fields, the layered-structure effects are shown to manifest themselves in a phase retardation of power factor oscillations, increase of their relative contribution, and certain reduction of the power factor in whole. In high magnetic fields, there exists an optimal range, where the power factor reaches its maximum, with the corresponding value calculated for the chosen parameters of the problem in the effective mass approximation being by 12% higher than that for real layered crystals. Despite low temperatures, the power factor maximum obtained with those parameters in a magnetic field of 1 T has a value characteristic of cuprate thermoelectric materials at 1000 K. For this phenomenon to take place, it is necessary that the ratio between the free path of charge carriers and the interlayer distance should be equal to or larger than 30,000. However, in ultraquantum magnetic fields, the power factor drastically decreases following the dependence P -- T^-3B^-6. The main reason for this reduction is a squeeze of the Fermi surface along the magnetic field in the ultraquantum limit owing to the condensation of charge carriers on the bottom of a single filled Landau subband. Дослiджено залежнiсть фактора потужностi шаруватого термоелектричного матерiалу iз замкненою поверхнею Фермi в квантуючому магнiтному полi при гелiєвих температурах для випадку, коли магнiтне поле та градiєнт температури спрямованi перпендикулярно до шарiв. Розрахунки проведено в наближеннi сталого часу релаксацiї. У слабких магнiтних полях ефекти шаруватостi виражаються у вiдставаннi осциляцiй фактора потужностi за фазою, збiльшеннi їх вiдносного внеску i у деякому зменшеннi величини фактора потужностi в цiлому. В областi сильних магнiтних полiв iснуєоптимальний дiапазон, в якому фактор потужностi рiзко зростає i досягає максимуму, абсолютна величина котрого при вибраних параметрах задачi в наближеннi ефективної маси на 12% бiльша, нiж для реального шаруватого кристала. Попри низькi температури, при цих параметрах максимум фактора потужностi в магнiтному полi з iндукцiєю близько 1 Тл досягає значення, характерного для перспективних купратних термоелектричних матерiалiв при температурi понад 1000 К. Для цього необхiдно, щоб вiдношення довжини вiльного пробiгу носiїв заряду до вiдстанi мiж сусiднiми шарами становило 30000 або бiльше. Однак в ультраквантових магнiтних полях фактор потужностi рiзко знижується за законом P -- T^-3B^-6. Основною причиною такого зниження є стиск поверхнi Фермi в напрямку магнiтного поля в ультраквантовiй границi внаслiдок конденсацiї носiїв заряду на днi єдиної заповненої пiдзони Ландау з номером n = 0. Publishing house "Academperiodika" 2018-10-06 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018304 10.15407/ujpe58.04.0370 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 58 No. 4 (2013); 370 Український фізичний журнал; Том 58 № 4 (2013); 370 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe58.04 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018304/242 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018304/243 Copyright (c) 2018 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |