Arrastre de fonones


El arrastre de fonones es un aumento en la masa efectiva de los electrones de conducción o los huecos de valenciadebido a las interacciones con la red cristalina en la que se mueve el electrón. Cuando un electrón pasa por los átomos de la red, su carga distorsiona o polariza la red cercana. Este efecto conduce a una disminución de la movilidad del electrón (o del hueco, según sea el caso), lo que se traduce en una disminución de la conductividad. Sin embargo, como la magnitud del coeficiente de Seebeck aumenta con el arrastre de fonones, puede ser beneficioso en una termoeléctrica .material para aplicaciones de conversión de energía directa. La magnitud de este efecto suele ser apreciable solo a bajas temperaturas (<200 K). Los fonones no siempre están en equilibrio térmico local; se mueven contra el gradiente térmico. Pierden impulso al interactuar con electrones (u otros portadores) e imperfecciones en el cristal. Si predomina la interacción fonón-electrón, los fonones tenderán a empujar a los electrones hacia un extremo del material, perdiendo impulso en el proceso. Esto contribuye al campo termoeléctrico ya presente. Esta contribución es más importante en la región de temperatura donde predomina la dispersión de fonones y electrones. esto sucede por

donde θD es la temperatura de Debye . A temperaturas más bajas, hay menos fonones disponibles para el arrastre y, a temperaturas más altas, tienden a perder impulso en la dispersión fonón-fonón en lugar de la dispersión fonón-electrón.

Esta región de la función de coeficiente frente a temperatura de Seebeck es muy variable bajo un campo magnético.