铋中的磁热效应
摘要：铋是在近两个世纪前发现的热电材料。这种半金属的大且负的塞贝克系数在300K至100K之间基本保持不变。这一显著特点可以通过考虑电子和空穴迁移率比值以及它们的等密度随温度的变化来理解。然而，至今人们对铋中的大而各向异性的磁热电效应尚未理解。在这里，我们报告了在二分法面施加13.8 T磁场的条件下，铋的热电效应从室温降低到20K的系统研究结果。塞贝克系数的幅度取决于磁场的方向，并且各向异性的变化随着温度的降低而改变方向。在低温下，磁热电效应变得非单调。当磁场沿着二分法轴向时，正负磁场下的塞贝克系数不相同。这种所谓的Umkehr效应是因为费米表面椭球体的高对称轴既不平行于彼此，也不平行于晶格的高对称轴。热电效应的复杂演化可以通过基于半经典输运理论并结合朗道量子化的模型在($T,B,Theta$)空间的大部分区域内得到解释。所采用的散射时间的能量依赖性与电子声子散射相兼容。我们发现横向纳尔斯特响应在确定纵向磁热电效应的幅度方面起到重要作用。此外，朗道量子化对热电效应的影响在高达120K的温度范围内仍然显著。
作者：Felix Spathelf, Beno^it Fauqu''e, Kamran Behnia
论文ID：2203.10069
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2022-06-29