ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНІ КОЕФІЦІЄНТИ В УЗАГАЛЬНЕНІЙ МОДЕЛІ ТРАНСПОРТУ ЕЛЕКТРОНІВ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.1.70265Ключові слова:
нанофізика, наноелектроніка, термоелектричні коефіцієнти, інтеграли Фермі – ДіракаАнотація
У методичній статті, розрахованій на науковців, викладачів та студентів вищої школи, з позицій концепції «знизу – вгору» узагальненої транспортної моделі Ландауера – Датта – Лундстрома послідовно виведені основні рівняння термоелектрики з відповідними транспортними коефіцієнтами (провідність, коефіцієнти Зеєбека і Пельт’є, коефіцієнт термодифузії Соре й електронна теплопровідність для короткозамкнутого кола) для 1D провідників у балістичному режимі провідності й для 3D провідників у дифузійному режимі для довільного закону дисперсії й для будь-якого масштабу напівпровідника. Розрахунки здійснено для n-напівпровідників, але водночас показано, як розповсюдити результати також і на р-напівпровідники. Окремо розглянуто біполярну провідність, закон Відемана – Франца, співвідношення Мотта. При цьому процеси розсіювання електронів враховано феноменологічно: середню довжину вільного пробігу апроксимовано степеневим законом. У Додатку наведено вирази для термоелектричних коефіцієнтів для 1D, 2D і 3D напівпровідників з параболічним законом дисперсії.
Посилання
Yu. O. Kruhlyak, N. Yu. Kruhlyak, M. V. Strikha, Uroky nanoelektroniky: Vynyknennya strumu, formulyuvannya zakonu Oma i mody providnosti v kontseptsiyi «znyzu – vhoru», Sens. elektron. mikrosist. tehnol., 9, 4, 5 – 29, 2012
Yu. O. Kruhlyak, M. V. Strikha, Uzahal’nena model’ эlektronnoho transportu v mikro- i nanoelektronitsi, Sens. elektron. mikrosist. tehnol., 12, 3, 4 – 27, 2015
Yu. O. Kruhlyak, M. V. Strikha, Termoelektrychni yavyshcha ta prystroyi z pozytsiy uzahal’nenoyi modeli transportu elektroniv, Sens. elektron. mikrosist. tehnol.,12, 4, 5, 2015
Mark Lundstom, Jing Guo. NanoscaleTransistors: Physics, Modeling, and Simulation (Berlin: Springer: 2006)
R. Kim, M. S. Lundstrom. Notes on Fermi - Dirac Integrals, arXiv:0811. 0116; www.nanohub.org/resources/5475
M. Lundstrom, C. Jeong, Near-Equilibrium Transport: Fundamentals and Applications (Hackensack, New Jersey: World Scientific Publishing Company: 2013; www.nanohub.org/resources/11763)
A. Sommerfeld. An electronic theory of the metals based on Fermi’s statistics. Z. Phys., 47, № 1: 1 (1928)
N. Ashkroft, N. Mermin. Fizika tverdogo tela, ( M: Mir: 1979)
T. N. Geballe, G. W. Hull, Seebeck Effect in Germanium, Phys. Rev. , 94, 1134 (1954)
R. F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals (Reading, MA: Addison–Wesley: 1996)
Ra Seong Kim. Physics and Simulation of Nanoscale Electronic and Thermoelectric Devices (West Lafayette: Purdue University: 2011)
Datta Supriyo. Lessons from Nanoelectronics: A New Perspective on Transport. (Hackensack, New Jersey: World Scientific Publishing Company. – 2012. – pp. 473; 2012: www.nanohub.org/courses/FoN1; 2015: www.edx.org/school/purduex).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
