Термоэлектрические и термомагнитные явления в анизотропных средах при больших градиентах температуры тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

од

'L - MIHICTEPCTBO 0СВ1ТИ УКРА1НИ

' ЧЕРН1ВЕЦЫШЛ ДЕРЖАВГОШ УН1ВЕРСИТЕГ

На пгазах рукопису

ДЕНЧШИН Омелян 1ванович

ТЕРМОЕШГРИЧН1-1 ТЕРМОМАГН1Ш ЯВИЩА В АЖЗОГРОШШ СЕРЕДОВЩАХ ПРИ ВЕЛИКИХ ГРАД1ШАХ ТСМПЕРАТУРИ

Сп0ц!альн1сть 01.04.10 - ф!зика нал1впров!дник!в

î д1вЛ9ктрик1в

АВТОРЕФЕРАТ дисертацП на здобуття наукового ступеня кандидата ф1зиж>-математичних наук

Черн1вц! - 1994

Робота викснава на кафедр! термоелектрики ЧерцДвецького державного ун1вьрсите ту.

Науковий кер1вник: доктор ф1зико-математичвих наук, професор БУЛАТ Лев Петрович

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор ф1зико-математичних наук.

професор БУДА 1ван Степанович доктор ф!зико-математичних наук, професор МЕЛЫМЧУК Степан Васильевич

Пров1дна установа: 1нститут прикладник проблем механ!ки 1 математики АН УкраГни

Захист в!дбудеться "/У "1994 р. в /*/ год. на зас1данн! спец!ал1зованоТ вчено! ради Черн1вецького державного ул!ворситету 1м. Федьковича.

Адреса: 274012,.м. Чэрн1вц1, вул. Коцюбинського, 2.

3 дисертац1ею мокна ознайомитись в б1бл1отец! Черн1вецького державного ун1верситету.

Автореферат роз!сланий ¿1 ¿//Л 1994 р.

Вчений секретар спешки зевано! рада

Курганацький Ы.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальн1сть теми. Використання термоелектричних 1 термомаг-н!тних прилад!в в щсост! пагр1впик1в 1 холодильник пристро1в, ге-нвратор1в електричного струму 1 стаб!л1затор1в .температури зрос-тае у зв'язку о розробкога I впровадженням енергозбер1гаючих тех-нолог1й. В той же час м!н1атюризац1я термоелектричних перетворкь вач1в енергП, 1х робота в широкому д}апазон! температур в!днад-низьких до високих 1 1иш1 екстремальн! умови, ставлять питания про вивчення властивостей нап1впров1дник1в при дП великих град1-ент1в температури.

Сучасна експерименталЬна база дае моклив1сть досягнути знач-них град1ент!в температури ( ~ 10® К/см в металах ! ~ Ю10 К/см в нап1впров1днтткях). Велик? гряд^нти температури (ВГТ) в металах доиш'шггьим при лазерн!й д!Т, електронно-променев!й обробц! 1 т.д. В нап1впров1дниках ВГТ мокуть бути такон досягнен! при в!дпов1д-ному роз!гр1в! газу носНв струму иадвисокочастотним полем 1 1н-шими методами. ЕксперкментЬльн! робота, як! виконвн! нашими сп!в-в1дчизниками, а такок за кордоном, дають можлив1сть зробити вис-новок, що вивчення термоелектричних, теплопров!дних, термомагн!т-1 них 1 теплопров1дних в магн1тному пол! властивостей нап1впров1д-ник!в при ВГТ актуально.

Метоп роботи е м1кроской1чне 1 феноменолог1чне, на основ! симетрП ан1зотропгаго нап1впров!дника, досл!даення структури к1-нетичних тензор!в вищих ранг!в для отримання 1нформац11, яка дозволяв при д1Г на середовище ВГТ у в!дсутност1 чи яаявност! в се-редовищ! мага1тного шля:

- виявити !гов1 нел1н1йн! локальн$ I нолокальн! термоелект-

ричн! (твплопров!дн1) 1 термомагШтн! ефекти (в дальн!шому термо-ефекти) в ан1зотропних середовищах без конкретизацП симетр!! сэре довица;

- класиф!кувати нел1н!йн! термоефекти за единою класиф1кац!й-ною системою;

- вияеити 1 класиф1кувати нов! нел!н!йн! локальн! I нелокаль-н! термоофекти в ан1зртрошшх середовищах з конкретною симетр!ею, наприклад, середовища з симбтр!ею куб!чноГ системи;

- досл!дити термоелектричя1 властивост! середовшц з штучною ан!зотроп1ею.

На захист виноситься:

1. В ан!зотропних середовищах мають м!сце нел!н!йн! локальн1 1 нелокальна як поздовн1 так I поперечн1, термоелектричн1 I теп-лопров!дн! ефекти.

2. В ан1зотропних середовищах при д!I великого град!енту температури 1 наявност! слабкого магн!тного поля мають м1с-це нел!н!йн! локальн! 1 нелокальн! термомагн!тн1 електричн! I теплопров!дн! ефекти.

3. Класиф1кац1йна система термрелектричних, гальванотер-момагШтних 1 термомагн!тних ефект1в узагальнена при дП великих град!ент!в температури.

4. Великий град!ент температури е причиною появи нел!-н1йних явищ в кристал!чних куб!чних системах, як! в л!н1йн1й теорП проявляють 1зотропн! термоолектричн! властивост!. При цьо-му наявн1сть магн!тного поля (його в!дсутн1сть) спричинюе появу в!дпов!д1гюс термомагн!тних (термоелектричних) ефект!в.

Б. Вплиь ВРТ на термоелектричн! властивост! твердого т!ла

можливий в середовищах 1з итучною ан!зотроп!ею (плоцинно -парузат! гетэрогенн! сгредовгаща) при шшонатш! умогж що град!ент температуря, який прикладений до сисюми Сж-кШ мэт.:л-нап1впров1дник, значно меншй н!ж харокт&ртгй град! виг температуря нзп!впров!дни-ка.

Науковз ньглзнз. В дксер\'г«'.!1 отримен! ел1дуюч1 нов! результата:

1. В рамках м!чрсскон!чнсго п)дходу serracaul шрззи для гус-тини струму 1 густшга теплового потоку, як! внасл!док д!1 ВГТ, м1стять нел!н!йл1 1 нелокалыг! складов! по град!енту температуря ! електричному полю, породаеному цим грод!ентоу температуря.

2. Проведено знал!з структури к!п9тичттх теюор1в вгацих ран-г!в в узагальнених на вшадок дП в ан!зотропному середовищ1 ВГТ законах електро- I теплопров!дност1.

3. ЗроСлено анал!з пел!н!йних локальних 1 нелокальних термо-плектричних 1 тешюпров!дних ефект!в, поява яких спричгоюеться д!ею на ан!зотропне середовище ВГТ.

4. Виходячи 1з розкладу по магн!тному полю узагальнених р!в-нлнь електро- ! теплопров!дност!, проведено анал!з структури к!-я<?тичних тензор1в для ан!зотропних середовщ при дН на них ВГТ 1 магн!тного поля.

5. Зроблено анал!з нел1н!йних локальних I нелокальних термо-мвгн1тних ефвкт1в, як! виникають при сум!сн!й д!1 на аШзотропне середовище ВГТ 1 магн!тного поля.

6. Запропонована узагальнена модель класиф!кац!Т нел1н!йних локальних 1 нелокальних тврмоолзктричних (т<шлопроп!дних) 1 тер-момагн!тних ефект!в.

7. Феноменолог 1чно, на основ! симетрП кристал!в кусИчно! системи, в цих середовшцах проведено анал!з структура к!нетичних тензор!в на випадок-дИ ВГТ при в!дсутност! 1 наявност! магн!тно-го поля.

8. Теоретично досл!джен1 нов! термоелектричн! 1 термомагн!т-Hl нел!н1йн! локальн! 1 целокальн! ефекти в кристалах куб!чно1 системи з сим8тр1ею п'яти п!дгруп .

9. На основ! узагальнено! модел1 класиф1кац!1 термоелектрич-них ! термомагнИних нел!н1йних ефект!в: зроблена класиф1кац!я ефект!в в крисгалах куб!чно! системи.

10. Проведено теоретичн1 досл!дження термоелектричних влас-тивостей середовшц !з штучною ан!зотроп!ею (площинно-шаруватих), в яких не роз!гр!вний зовн! град1ент температури спричинюе роз!г-р!в електроШв 1 появу н8л1н1йних властивостей в нап1впров!днико-вих частшах блок!в метал-нал!впровIдник гетерогенного середовшца.

Практична ц!ин!сть дано! рос5оти визначаеться тим, що реко-мендацП, як! випливають з результата даноТ роботи, можуть бути використан! для створення нових нап!впров1дникових прилад!в як! працюють при ВГТ.

Апробац!я роботи. Основн! результата роботи допов!дались на рвспубл1канськ1й школ1-сем1нар! по теорИ нап1впров!дник!в (с. Валя Кузьм1н Черн!вецько1 област1, 1982), III Школ! по термоелект-риц1 (Яремча, 1982), VI Республ!канськ!й конференцИ по статистич-н1й ф!зиц! (Льв!в, 1982), XI, XII нарадах по теорП нап!впров!д-ник1в (Ужгород,1983, Ташкент, 1984), VI Всесоюзному симпоз1ум1 "Плазма и неустойчивости в полупровлдниках" (В1льнюс, 1986), I Всесоюзному (Лен!нград, 1987) 1 III м!«державному (Санкт-Петер-

Зург, 1992) сом1нарах, II, III 1 IV м!жнародн1 конферешЦГ "Електронн! властивост! №этЕл1чн1И/нем8тал!чних м1кросистем" (Чо-хословаччина, 1989, ФРН, 1991*, Великобритая1я, 1993).

Публ1кац11. По тем! дисертацП е 16 публ!кац1й, список яких приведений в к1нц1 автореферату.

Структура 1 об'ем дисертацП. ДисертаШя складаеться 1з вступу, чотирьох глав, висновку 1 списку осповно! використансТ л1тэратури. Загальний об'ем робота - 139 стор!нок, вклшасчи 5 ри-сунк1в, 4 таблиц1, 1 схему 1 10 стор1нок бКШогряфП з 107 ней- -менувань.

ЗМ1СТ РОЕОТИ

У вступ! обгрунтована актуальн1сть вибрано! теми, визначена мета робота, сформульован! оснобй1 положения як! захвдаються, викладена структура дисертацП.

Перша глава мае оглядовий характер.

В першону розд1л! глави проведено короткий 1сторич1шй огляд_ в1дкритих термоелектрпчнчх 1 тер?ломагн1тних явищ.

В другому розд1л! розглядаеться теор!я термоелектричшх 1 термомагн1тних явищ в тармс9лект1Ячно-ап1зотропнгас середовищах. В основу викладэння покладен1 уэагальнен! звкони электро- 1 тепло-пров1дност! 1 сп1вв!дношення Онзагера. Розглянут! терноелектричн! 1 термомагн!тн1 явища в ан!зотрого?их середовищах 1 проведена 1х класиф1кац!я.

В третьому розд!л1 визначаеться функц!я розпод1лу електроШв в однор1дному 1з0Т1/0ПП0му монополярнсму (електрогшрму), невярод-

кеному нап1впров!днику з елементарною зонной структурою, якщо в • ньому створений БГТ. При умов1, що концентрац!я електрон1в невелика 1 перерозпод1л 1х енэргИ вШуваеться лише завдяки взаемодП з фононами, методом теорН збурень отримано розв'язок к1нетичного р1вняння Больцмана, коли розс!ювання 1мпульсу електрон!в в!дбува-еться на акустичних фононах, або на 1он1зованих дом!шках. Отрима-н! з функцП розпод1лу вирази для густшш струму 1 густшш потоку электронно! енаргП е нел1н1йними 1 нелокальними по град!енту тем-пвратури 1 електричному полю.

Друга глава приев'ячена вивченню термоелектричних (теплопро-в!дних) 1 термомапИтних явищ в ьн1зотротшх середовгацах при ВГТ без конкретизацП симвтрИ сервдовища.

В першому роздШ глави розглядаються р!вняння електро- I теплопров1дност1, як! е узагальненням в1дпов1дншс р1внянь третьего розд!лу на випадок д11 на ан!зотропне сэредовшце ВГТ 1, отже, ств-новлять розклод в ряд по степенях уТ 1 вищих пох!,щщх в1д температуря Т по координатах. Обмезшвшись трет!ми степенями" град!енту температури 1 трет!ми пох!дними В1д температури по координатах, а такок враховуючи тензорний характер.коеф!ц!ент!в в розклад! (к1-нетичних коеф1ц!ент1в), для узагальнених р!внянь термодинам1чних поток1в можемо записати сп1вв1дношення:

Б = Ф(0>--=^Г+фС11). (тт)г+ф(12). С^Т)3+Ф<21 ' +

+ ф(г3>.?х'7*'Л\

де Б = { К, 5 ) - термодинам1чн! потоки (термовлектрично поле Е,

або густина теплового потоку "4); Ф<0) = { а, -ае } - тензори зви-

чайних коеф1ц!ент1в термо-е.р.с. 1 теплопров1дност1; Ф'*р) - к!-

нетичн! тензори вищих ранг!в; - тензорний добуток 9 на уТ'.

Феноменолог 1чно без врахування симетрИ середовища на основ1 симетр!Т к!нетичних тензор!в, як! входять в узагальнен1 р!вняння 1 описують нел1н!йн! 1 нелокальн! властивост! серэдовща при ВГТ, теоретике- груповим методом проведено досл!дження по виявленню моюшеих нел1н1йних локально 1 лелокальних термоелекричних I теплопров1дних ефокт!в. Досл1дженнч проводилось при напрямленн! град!енту температури вздовк координатно! ос! вибрано! системи координат. Отриман! 1шл!н!йн1 локальн! 1 нелокальн! термоелектрич-н! 1 теплопров!дн! ефекти класиф1кован1 на основ! узагальнення 1с-нуючих класиф!кац!йних систем л1н1йноТ теорИ.

В другому розд!л! розглядаеться випадок, коли на ан1зотропн9 середовшце д!е магн!тне поле В. В цьому випадку розклад поперед-нього сп!вв!даопення по магн!тному полю приводить при обмежвнн! квадратичними членами до векторного р!вняння, яке зв'кзуе град1ент температури 1 магн1тне поле .з до'-.л1дкуваними термодипам!чними величинами:

5 = ^ф®'11>. (тТ)г + фвИг). (УТ)э + фи(г1,.у«7Т + +

4. фп(гз).7.7«тт]'В + [ф™'13'.^)2 4. ф"1'14'. (<тТ)3 + Фи<г4)-7«7Т+

+ + ф°<гб,.7-у-7Т] •В'В.

Врахування симетрИ тензор1в дае можлив1сть розглянути ц1лий ряд нел1н1йних локальких 1 нелокэльних термомагн!тних ефякт1в. Гозгляд нел!н!йних 9фект1в провэдився при напрямленн! тТ 1 В вздовж координатных осей системи координат. При цьому, якщо розг-лядалися ефокти в поздовкньому магн!тному пол!, то тТ | В | в , а якшо в поперечному магн!тному пол! - то уТ | 3 1 В | 8Э.

В третьему розд!л! вс! терчоофакти зводяться в узагальнену

на нел!н1йний випадок класиф!кац!йну систему, яка розд1ляе !х по восьми класиф1кац!йщм ознакам. При цьому за першою класиф!кац!й-ною однако» розд!ляються ефекти на л!н!йн! 1 нелШйн!. За другою класиф!кац!йно» ознакою роздЪляються ефекти на локальн! 1 нело-кальн!. Третя ознака ввд!ляз два класи ефект!в термовлектрнчн! 1 тешюпров!дн1. За четвертою ознакою ефекти под!ляються на термо-магн!тн1 електричн! або теплопррв!дя1 1 на тврмоелектричн! або твшюпров1да1. За шостою ознакою визначаеться взаемна ор!ентац1я град!енту температури 1 магн!тного шля. Сьома класиф!кац1йна ознака розд!ляе ефекти на парн1 1 непаря! по град!енту температури. Восьма класиф!кац!йна ознака визначаепоперечн! 1 поздовкн! ефек-ти в залежност! в1д напрямк1в Б 1уг.

Для компактного запису к!нетичних ёфект!в в ан!зотропному середовищ! використовуеться символ!чна формула ефекту (СФЕ):

X = { П О >, да X - розглядуваний ефект.

В ц!й формул1 перша буква Б = {Е, q> вказуе на розглядувану ф!зичну величину. Верхн!й 1ндекс т = £+, -, 0 } при ц!й букв! вказуе на парн1сть "+" або непарн!сть ефекту по магн!тному полю. Якщо магн!тне поле в!дсутне, то пркймаемо т = 0. Друга буква СФЕ К = (и, А) вказуе на першу класиф!кац!йну ознаку (0 - ефект л!н!й-ний 1 А - ефект нел!н!йний). Верхн!й 1вдекс при ц!й букв! п = {+, -, 0, 1) вхазус на парн!сть або нопарн!сть ефекту по ^Т. Кр!м цього для нелокальних ефект!в використан1 1ндекси: 0, якщо Б но залегать в2ц уТ; 1, якщо уТ входить в парному стеган!. Ншш!й 1нд8кс Р = {I, К) в1;азуе на другу класиф!кац1йну ознаку (Ь -ефект лончльпий 1 II - аелокальний). Третя буква ОФЕ И = (Р. С, 0} виз-

и

начае шосту ознвку класиф1кац11 (Р - уПВ, С - тТ|В 1 0 - В = 0). Чотвортий знак в СФЕ О = {1, 1) вказуе на паралельн!сть " | " або перпендикулярн!сть " х " ефекту до град!енту температуря.- Для б1льш детального висв!тлекня взаемного розм1щегаш вектор1в, як! описують ефекти Р-типу, використан! додатков1 позначешя Н 1 0. Вони знаходяться в к1нц! СФЕ 1 мшоть ол!дуючкй смксл: буква,Н вка~ зуе що вектори Э, В 1 напрпмлшЦ як в ефокт1 Холла; Суква в вказуе на Паралельн1сть вектор1в Б 1 В (як в ефект! Грабиера).

символ1чн! фошуди вс1х моюптеих термоефокт1в для аи!зотроп-ного середовща пипчогш! в таблиц! 1.

сфе сфе сфе сфе с ф г

1 и 21 бч^рш 31 5гаа*с1 41 бпа£рю

2 э^ох 12 | 22 б°а;о( 32 5™аус1 42 бпа°р1н

3 13 23 з°а;о| 33 б"а°с1

4 14 5иа*с1 24 б°а°0| 34

5 15 бва~с1 25 б°а*01 35 5ша'р|

6 зши'рю 16 б0а^р| 26 б°а^0л 36 бва°р|

7 б^рш 17 3ва"р| 27 б°а°0.1 37 б^рю

8 з°а;о| 18 зта*р1с 28 б-а^с! 38 бва*р1!1

9 8°а-01 19 б^рш 29 аи 39

10 3°а*01 ь 20 б°а[рл; п!ч . 0, 1 | ь а и __ 40 б^а^н

Третя глава приев'ячело гипчотт термоолектричтга (тепло -пров1дашх) 1 термомагн!тних явит в аШзотротшх середоплщах з ку-б1чяою симетр!ею при д1! ВГТ. Так! серодовгаца в звичайшх умовах мають !зотропн! термоелактричн! властивост!.

В первому розд1л! глав« даеться характеристика п'ятп точно-

вим трупам Т, Т., Г., О 1 О. куб1чного середовща 1 визнлчеко

ц Ь п

метод, аа якпм Суде досл1джуватись структура к1нетичних тензор!в.

В другому роздШ на основ! теоретико- гругового методу, з врахуванням того, цо тензори пов;шн1 бути 1нвар1антшми в!дносно вс!х перетворень симетрН, як1 м!стяться в точков1й груп!, вияв-лено структуру кожного к!нетичного тензора для вс1х груп куб1чно! системи.

В третьему роздШ проведено досл1дження нел!н1йних термо-влектричних (твшгапровщшх) бфокт1в в таких середовищах при спря-муванн! уТ в координатну площину впбрано! системи координат.

Серед нел!н!йних ефект1в сл1д в!дм!тити нецентросиметричн1 парн! по град1енту температури поперочн1 локальн1 1 нелокальн1 ефекти. Локальний ефект зшшае при кол1неарност! вектора град!ен-ту температури з яким-небуть базис!шм вектором ф1зично! системи координат (кут нахилу уТ до е1 ф = 0; %/2). При ф = х/4 ефект набирав свого максимального значения. Ц1 ефекти 1снують лише в крис-талах з симетр.1ею точкових груп.Г 1 Та. Якщо к симетр!я нусЛчюго кристапа вица, то нецентросиметричн1 ефекти зшшають.

Непарний по град1енту температури поперечний локальний термо-електричний (теплопров1дний) ефект в кристалах з симетр1ею групи Г визначаеаься р!внянням

= ^•«^'•¡^'[аСЫф ч ¿.[1 - й^г)]-а{пгф], де в = |<тТ|; и;1г> 1 й*1*^ визначаються через компоненти тензора четвертого рангу Ф(12!.

Для кристал1в з симетр1ею, яка вища за симетр1ю групи Т, И = = 1. В цьому випадку ефект зникае при ф = 0; и/4; тс/2. Якщо ж ф = 1С/8, то ефект набирае максимального значения.

В1дм1чений ефект аналог1чний до в1дпов1дного електричного, який носить назву ефекту Сасак!. Тому його можна було б назвати термоелектричним аналогом ефекту Сасак!, якщо розглядаеться термо-електричнв поле (Б ='Е).

В четвертому розд!л1 розглядаються нел!н1йн} термомагн1тн1 явища в в!дм!чених середовищах. При досл!дж0нк! цих ефект1в гра-д1ент температури спрямовувався в коордшгатну плотину, а магн!тне поле - або в ту ж координатну площину, або вздовк третьо1 ос!.

АнИл!з нел1н!йшх термомагн1тних ефект!в показуе, що кр1м парного 1 непарного ефект1в Нернста-Етт!нгсгаузена 1 парного ефекту магн1то-е.р.с. (вони спостер!гаються гри малих VI) в середовищ! повинн1 спостер1гатися нел1н1йн! добавки до них I ефенти, як! е добавками до характэрних для ан1зотропного серадовкща ефект!в. Так при спрямуванн! магя!тного поля вздов« ез, в цьому к напр гажу 'ми повинн1 спостер1гати поперечний нел1н1йний термомапйтний ефект Б* з розм1цепням вектор1в ж у ефекту Грабнера. ДаниП офект склада-еться з непарно! 1 парно! по магн!тному полю складових. Кожна з них м!стить локальну 1 нелокальну частини. Нелокальн! складов1 ефект!з, на в!дм1ну в!д локальних, но залекать в!д кута нахилу уТ до першо! коорданатно! ос1. При сп!Б:тданн! Т з координатной в!с-сю (у?!^) парний ефект зникае, 1 в налрямку ез повинен споствр!-гатися непарний по магн!тному пол«ефокт.

Ефект Б® е нецентросиметричним 1 тому поБинен 1снувати лише В середовищах з симетр1ею груп 1 Т .

В п'ятому розд1л! проводиться класиф1кац1я розглянутих в ку-б1чтв!Х середо£лгдах л1нШшх 1 лол1н!йш1Х, локальних 1 нбл0калымх,_ термоелектричних I тбплопров!дних, термомагн1тних (елактричних 1

теплопров!дних) ефект1в. Bel розглянут! ефакти з!бран1 в таблиц! 2.

Груш T Tb 0 °b

СФЕ\т + - 0 + - o + - 0 + - o + - 0

1 S°U£o| ... ... X ... ... X ... X ... ... X ... ... X

2 ... ... 0 ... ... 0 ... o ... 0 ... ... 0

3 SmU¿C| X 0 ... X 0 ... X 0 ... X 0 ... X 0 ...

4 SmU¿Ci 0 o ... 0 o ... o 0 ... 0 0 ... 0 o ...

5 SmU¿P| X o ... X 0 ... X с ... X 0 ... X o ...

6 SnU¿PlG 0 0 o 0 ... 0 o ... 0 0 ... 0 ... 0

7 S^PlH 0 X ... 0 X ... 0 X ... 0 X ... 0 X

8 s°a¿oi ... ... ... ... ~ ... 0 ... o ... - 0

9 s°a~0i ... ... X ... ... X ... X ... X ... ... X

10 ... ... X ... ... X ... X ... X ... ... X

и S°a"l0I ... X ... ... X ... X X ... ... X

12 sma*c| Г* X X 0 0 ... 0 0 ... 0 o ...

13 sma~0| X ~ X ~ X ~ ... X ~ ... X ...

14 S^Cl X X X X o o ... 0 0 ... 0 0 ...

15 sma~Ci X X X X X X ... X X ... X X ...

16 Svpj L " ~ ~ ~ o 0 0 0 ... 0 0 ...

17 sœa~p i rv X X X ... ~ X ~ X

18 SBA|PlG X X X X 0 0 ... 0 0 0 0

19 s"a*plh rv ~ 0 0 ... 0 o ... 0 0 ...

20 sma~pic, л, ~ ~ ... ~ ... ~ ~

21 s"a^plh X X X X X X ... X X ... X X ...

22 s°a;o| ... ~ ... ... ~ ...

23 s0a"oj ... ... X ... X ... X X ... X

24 s°a°0| ... - X ... X ... X - X ... X

Групи T Th 0

сфе\т + - 0 + - 0 + - о + - 0 + - 0

25 s°a> N ~ ~ ~ <*

26 s°a;ox X X X X X

27 s°a°0l H X X X X X

27* N X X 0 0 0

28 бта*с| N " ™ ■V ™ ~ —

29 X X X X X

30 sma"0| N ' X X » X X X

30* èma°c| ~ X X 0 0 0 0 0 0

31 s°v0i H •V ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

32 sma°cj. N X X X X X X X X X X

33 5ma°cl X X X X X X X X X X

33* s°a°ci N X X X X о 0 0 0 0 0

34 sxpl ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

35 sna¡p| x X X X X X X X X X

36 X X X X X X X X X X

37 sma*pig fi - ~ -

38 sma*pih

39 sma¡pig ~ •V rv

40 s®a¡fih X X X X X X X X X X

41 sma°pig H " X "X X ■X 0 о 0 0 0 о

42 S°A°plh N X X X X X X X X X X

В таблиц! "Xй показуе, що ефект 1снуе; що такий

ефект не 1снуе; " 0 " -■ ефект дор!внюе нулю; " ~ " - ефокт в принцип! ноже 1снувати; з1рочкою в1дм1чен! нацентросиметричн! е^кта. -символ!чн! формули яти сп!вш>дають.

Четвг.рта глава присв'ячена досл!дженню середовища з штучною ан1зотроп!ею. Розглядаеться одне з найпрост1ших гетерогешшх' се-редовщ - площинно-шарувате, яке являе собою пер1одично повторю-ван! вздовж ocl х однаков! блоки. Блоки представляють собою дв! однор!дн1 1зотропн1 пластинки, як1 виготовлен! з р!зних матер1а-л1в, причому перше середовище е металом, а друге - нап1впров1дни-ком. В цьому випадку при деякому, характерному для нап1впров1дни-ка, град1ент! температуря в!дбуваеться роз!гр!в електрон1в нап!в-пров1дника, тод1 як в металах роз1гр1в повинен проявлятись при значно б1льшому град!ент! температуря. Для такого оередтщища от-римано анал!тичне р1вняння усереднених густин струму 1 потоку тепла, знайдено вирази для ефективних к!нетичних коеф!ц1ент1в гетерогенного середовища при умов!, що град!ент температури, якиЯ прикладений до системи б.цок1в значно менший н1ж характерний гра-д1ент нап!впров1дника. В к!нд1 глави зроблен! оц1нки для зразка, що складаеться з перЮдично розм1щених пластин моталу (м!дь) нап1впров1дника (n-Ge).

В висновках сфэрмульован! ociíobh! результата робота.

1. Великий град1ент температури е причиною в1дхилення к1не-тичних властивостей нап1впров1дник1в в1д звичайних.

2. Якщо характерна довжина зм1ни температури сп!вм!рна з довктгчо застигання носИв струму в нап1впров1днику, вишжае в1д-хилення скметричноГ функцП розшд!лу носПв струму в!д р!вноваж-но! функц11.

3. Несиметричн1оть функц11 розпод!лу носПв струму спричинюе появу нел1н1йних t нелокальних склэдових в р1вняннях для термодинам 1чних поток1в.

4. Узагальнення р1внянь для термодинам1чних поток1в на випа-док ан1зотропного середовища 'дае мош.тге1сть розглянути нов! нел1-нIЯн1 локальн! 1 нелокальн!. термовлэктричн! (тешгапров!дн1) ефек-ти при д!1 ВГТ.

5. Розклад узагальнених р1внянь електро- i теплопров1дност1, як1 враховують д1ю на ан1зотропне середовища ВГТ, по магн1тному полю дае можлив!сть розглянути нов! нел1н!йн1 локальн! 1 нелокаль-н! термомагн!тн! офекти.

6. Анал1з !снуючих в л1н1йн1й теорП класкф!кац!йних систем I нових нел!н!йних (локальних 1 нелокальних) термоелеитричпих (тешюпров1дних) 1 термомагн1тних елвктричшк (теплопров1дних) ефект!в дае змогу об'еднати вс! л1н1йн1 1 нел1н!йн1 (локальн1 1 нелокальн1) термоефекти в едину класиф1кац1йну систему.

7. Застосуванпя методики феноменолог1чного досл1дження нел1-hIUhiix термоефект!в до середовища з конкретною куб!чною скметр!ею дае мозишв!сть виявити нов! нел1н1йн! термоефекти, як1 виникають внасл!док д11 на кристал!чн! куб!чн! система великого град1енту температури 1 наявност! або в!дсутност! магн1тного поля.

8. В площишо-шаруватому середовищ! нав1ть малий в середньо-му град1ент температуря моне спричшити до пгяви нэл!нШшх тер-моелектричних властивостей якщо р!зн1 д1лянки середовища будуть мати дужо в!дм!нн! к!нвтичн! властивост1.

По'тем! дисертацИ опусШкован! сл!дуюч1 роботи:

1. Булат Л.П., Демчишш E.H., Ладака Р.Б., Сартинская Л.Л., Яцюк Б.Г. Явления переноса в твердых телах при больших градиентах температуры. - VII Респ. конф. по статист, физике: Тез. док., К. 1 1982. - С. 21.

2. Булат Л.П., Дэмчишин Е.И. Нелинейные анизотропные термоэлектрические и термомагнитные эффекты. // Материалы III школы по термоэлектричеству, 1982., ч.1, Черновцы: ЧТУ, 1983. С. 71 - 77. (Рук. деп. в УкрНШНТИ 2 авг. 1983 г. J6 8G2 Ук - Д83.).

J. Демчишин Е.И. Вихревые термоэлектрические токи при разогреве электронного газа большим градиентом температуры. // Материалы III школы по термоэлектричеству, 1982., 4.1. - Черновцы: ЧТУ, 1983. - С. 148 - 152. (Рук. деп. в УкрНШНТИ 2 авг. 1983 г., * 862 УК-Д83).

4. Булат Л.П., Демчишин Е.И., Комолов E.H., Ладьжа Р.Б., Марчук М.Е., Сартинская Л.Л. Разогревные эфекты и неустойчивости в полупроводйиках при больших градиентах температуры. II сов. по теор. полупр. Тезисы докладов. Ужгород. - 1983. - С. 89 - 90.

5. Булат Л.П., Демчишин Е.И., Снарский A.A., Томчук ü.M. Нелинейные эффективные кинетические коэффициенты гетерогенных сред. К. ИФ АН УССР, препринт. * 32. - 1984. - 16 с.

6. Булат Л.П., Демчишин Е.И., Ладыка Р.Б. Яцюк В.Г. Электронные процессы в полупроводниках при резких перепадах температуры. XII совещанио по теории полупроводников. Тезисы докладов Ч. I. - К. 1985. - С. 126 - 127,.

7. Булат Л.П., Демчишин Е.И. Свойства теллурида висмута и твердая растворов на его основе при больших тепловых потоках. Материаловедение халькогенидных и кислородосодержащих полупров. Тезисы докладов. II Всесоюзной конференции. Т. I. - Черновцы, 1986. - С. 135.

8. Булат Л.П., Демчишин Е.И. Электронный ветер в полупровод-гаках при резких перепадах температур. // ФГП. - 1986 . 20, вып.Ю.

- С. 1929 - I931.

9. Булат Л.П., Демчишин Е.И. Новые эфекты при разогреве электронов в полупроводниках потоком тепла. - VI Всесоюзный симпозиум "Плазма и неустойчивости в полупроводниках". Вильнюс. -1986. - 0. 175.

10. Булат Л.П., Демчишин Е.И. О свойствах термоэлектрических материалов при резких перепадах температур. - Материалы для термоэлектрических преобразователей. Тезисы докладов Всесоюзного семинара, Ленинград. - 1987. - С. 135 -136.

И, Анатычук Л.И., Булат Л.П., Демчишин Е.И. Классификация термоэлектрических и теплопроводных явлений в условиях больших тепловых потоков. Доклады АН УССР, -сер. А, физ.-мат. науки, 1989. Л 5. С. 42 - 44.

12. Булат.Л.П., Демчишин Е.И. Способ генерирования поперечной термоэдс в монокристаллах высокой симметрии. АС Л I4842I5, I.02.1989.

13. Bulat L.P., Demchlshin E.I., Jatsjuk W.G. On the thermoelectric properties of plane-laminated media. Second International Seminar on Electronic Properties of Metal/non Metal Microsystems.' Book of abstracts., Stlrln-Czechoslovakia, 1989. P. 22.

14. Bulat L.P., Demchlshin E.I. Sasaki Phenomenon Thermoelectric Analogue and Its Application to thin Film Sensors. Electronic Properties of Metal/non Metal Microsystems.- Klelneubach/ Main. Germany. 1991. - P. 303.

15. Bulat I.P., Demchlshin E.I. Sasaki phenomenon thermoelectric analogue and lt3 application to thin film sensors. Int. J. Electronics, 1992, vol. 73, Jf 5.. P. 881 - 882.

16 А1|атычук Л.И,» Булат Л.II., Демчишин Е.И. Новые анизотропные термомапштные эффекты пры больших градиентах температура, теоретико-групповой анализ. Материалы для термоэлектрических преобразователей. / Тезисы докладов. III Межгосударственного семинара. Санкт-Петербург. - 1993. - С.62-63.