Кванты коэффициентов Нернста и магнитотермоЭДС 

Рудольф Александрович Браже, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики, Ульяновский государственный технический университет (Россия, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32), brazhe@ulstu.ru
Алена Александровна Гришина, кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики, Ульяновский государственный технический университет (Россия, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32), a.grishina@ulstu.ru

Актуальность и цели. Хорошо известный квантовый эффект Холла, наблюдаемый в двумерных проводниках с током, помещенных в поперечное магнитное поле, обусловлен магнитным квантованием циклотронных орбит носителей заряда, приводящим к появлению уровней Ландау в их энергетическом спектре. Это, в свою очередь, вызывает квантование холловского сопротивления. Ранее нами было показано, что в узких нанопроводниках (например, в графеновых нанолентах) на эффект магнитного квантования накладывается эффект размерного квантования, что приводит также к квантованию коэффициентов Холла и магнитосопротивления. В связи с этим представляет интерес исследование влияния размерного и магнитного квантования на характер протекания и других явлений переноса, имеющих место в двумерных проводниках, помещенных в поперечное магнитное поле. Целью настоящей работы является исследование на этот предмет гальванотермомагнитных явлений: эффектов Нернста и магнитотермоЭДС. Материалы и методы. Объектами исследования являются обладающие металлическими свойствами графеновые наноленты с краями типа «зигзаг» шириной менее 100 нм и длиной, не превышающей 1 мкм
(баллистической длины пробега электронов в графене). Использованы известные теоретические методы квантовой физики, кристаллографии и квантовой теории явлений переноса в двумерном электронном газе. Результаты. Получены явные выражения для квантов коэффициентов Нернста и магнитотермоЭДС, что позволяет поновому взглянуть на хорошо известные гальванотермомагнитные явления и использовать полученные результаты при создании наномасштабных технических устройств, работа которых основана на этих явлениях. Выводы. Показано, что совместное размерное и магнитное квантование локализованных в узких графеновых нанолентах электронных состояний приводит в возникновении квантового эффекта Нернста и появлению квантов погонного значения коэффициента Нернста, силы поперечного тока Нернста и коэффициента продольной абсолютной магнитотермоЭДС.

Ключевые слова

графеновые наноленты, эффект Нернста, магнитотермоЭДС, размерное квантование, магнитное квантование

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Браже Р. А., Гришина А. А. Кванты коэффициентов Нернста и магнитотермоЭДС // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2024. № 2. С. 74–82. doi: 10.21685/2072-3040-2024-2-7