Efecto Hall térmico

En física del estado sólido , el efecto Hall térmico , también conocido como efecto Righi-Leduc , llamado así por sus codescubridores independientes Augusto Righi y Sylvestre Anatole Leduc , ^{[ 1 ]} es el análogo térmico del efecto Hall . Dado un gradiente térmico a través de un sólido, este efecto describe la aparición de un gradiente de temperatura ortogonal cuando se aplica un campo magnético.

En los conductores , una parte significativa de la corriente térmica es transportada por los electrones. En particular, el efecto Righi-Leduc describe el flujo de calor resultante de un gradiente de temperatura perpendicular y viceversa. El efecto Maggi-Righi-Leduc , que recibe su nombre de Gian Antonio Maggi , describe los cambios en la conductividad térmica al colocar un conductor en un campo magnético . ^{[ 2 ]}

También se ha medido un efecto Hall térmico en aislantes paramagnéticos, llamado " efecto Hall de fonones ". ^{[ 3 ]} En este caso, no hay corrientes cargadas en el sólido, por lo que el campo magnético no puede ejercer una fuerza de Lorentz . Se han medido efectos Hall térmicos de fonones en varias clases de sólidos aislantes no magnéticos, ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} pero el mecanismo exacto que da origen a este fenómeno es en gran parte desconocido. Un efecto Hall térmico análogo para partículas neutras existe en gases poliatómicos, conocido como el efecto Senftleben-Beenakker .

Las mediciones de la conductividad térmica de Hall se utilizan para distinguir entre las contribuciones electrónicas y reticulares a la conductividad térmica. Estas mediciones son especialmente útiles al estudiar superconductores . ^{[ 8 ]}

Dado un conductor o semiconductor con una diferencia de temperatura en la dirección x y un campo magnético B perpendicular a él en la dirección z , entonces puede ocurrir una diferencia de temperatura en la dirección transversal y ,

${\displaystyle {\frac {\partial T}{\partial y}}=R_{\mathrm {TH} }B{\frac {\partial T}{\partial x}}}$

El efecto Righi-Leduc es un análogo térmico del efecto Hall. En el efecto Hall, una tensión eléctrica aplicada externamente provoca el flujo de una corriente eléctrica. Los portadores de carga móviles (generalmente electrones) se desvían transversalmente por el campo magnético debido a la fuerza de Lorentz . En el efecto Righi-Leduc, la diferencia de temperatura provoca que los portadores de carga móviles fluyan desde el extremo más caliente hacia el más frío. Aquí también, la fuerza de Lorentz provoca una desviación transversal. Dado que los electrones transportan calor, un lado se calienta más que el otro.

El coeficiente térmico de Hall${\displaystyle R_{\mathrm {TH} }}$(a veces también llamado coeficiente de Righi-Leduc) depende del material y tiene unidades de tesla ⁻¹ . Está relacionado con el coeficiente de Hall.${\displaystyle R_{\mathrm {H} }}$por la conductividad eléctrica${\displaystyle \sigma }$, como

${\displaystyle R_{\rm {TH}}=\sigma R_{\rm {H}}}$.

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