Термоэлектрические явления в слоистых проводниках вблизи электронного топологического перехода Лифшица

Abstract

Теоретически исследован отклик электронной системы на неоднородный разогрев слоистых проводников с квазидвумерным энергетическим спектром носителей заряда вблизи электронного топологического перехода Лифшица, когда под действием внешнего воздействия на проводник, например давления, происходит изменение связности поверхности Ферми (ПФ). На примере различных моделей закона дисперсии электронов проводимости показано большое разнообразие электронных топологических переходов в слоистых проводниках, сопровождаемых необычной зависимостью кинетических коэффициентов от магнитного поля. При достаточно близком сближении отдельных полостей ПФ проанализировано блуждание электронов проводимости по различным полостям ПФ в результате магнитного пробоя и рассчитана зависимость термоэлектрических коэффициентов от величины и ориентации достаточно сильного магнитного поля В, когда циклотронная частота ωc много больше частоты столкновений электронов проводимости 1/τ. Экспериментальное исследование этих эффектов позволит получить важную информацию об энергетическом спектре носителей заряда.

Теоретично досліджено відгук електронної системи на неоднорідне розігрівання шаруватих провідників з квазідвовимірним енергетичним спектром носіїв заряду поблизу електронного топологічного переходу Ліфшиця, коли у разі зовнішньої дії на провідник, наприклад тиску, відбувається зміна зв'язності поверхні Фермі (ПФ). На прикладі різних моделей закону дисперсії електронів провідності показано велику різноманітність електронних топологічних переходів у шаруватих провідниках, що супроводжуються незвичайною залежністю кінетичних коефіцієнтів від магнітного поля. При досить близькому зближенні окремих порожнин ПФ проаналізовано блукання електронів провідності по різним порожнинам ПФ в результаті магнітного пробою та розраховано залежність термоелектричних коефіцієнтів від величини і орієнтації досить сильного магнітного поля В, коли циклотронна частота ωc багато більше частоти зіткнень електронів провідності 1/τ. Експериментальне дослідження цих ефектів дозволить отримати важливу інформацію про енергетичний спектр носіїв заряду

This is a theoretical study of the response of an electron system to nonuniform heating of layered conductors with a quasi-two dimensional charge carrier energy spectrum near the Lifshitz electron topological transition when external interactions with the conductor, such as pressure, cause a change in the connectivity of the Fermi surface. With a variety of dispersion relations for the conduction electrons as examples, it is shown that there is a great variety of electronic topological transitions in layered conductors, which are accompanied by unusual magnetic field dependences of the kinetic coefficients. The migration of conduction electrons over different cavities (sheets) of the Fermi surface owing to magnetic breakdown is analyzed for close proximity of individual cavities of the Fermi surface. The dependence of the thermoelectric coefficients on the magnitude and orientation of strong magnetic fields B, such that the cyclotron frequency ω c is much higher than the collision frequency 1/τ of the conduction electrons, is calculated. An experimental study of these effects yields important information on the energy spectrum of the charge carriers.