Efecto Nernst

En física y química, el efecto Nernst (también conocido como primer efecto Nernst–Ettingshausen, en honor de Walther Nernst (1864–1941) y Albert von Ettingshausen (1850–1932)​) es un fenómeno efecto termomagnético observado cuando una muestra que permite la conducción eléctrica se somete a un campo magnético y a un gradiente de temperatura normal al campo. En estas circunstancias, se inducirá un campo eléctrico normal a ambos.

Este efecto se mide a través del coeficiente de Nernst |N|, que se define como

$|N|={\frac {E_{y}/B_{z}}{dT/dx}},$

donde E_y es la componente y del campo eléctrico que resulta de la componente z del campo magnético B_z y del gradiente de temperatura dT/dx.

El proceso inverso se conoce como efecto Ettingshausen o como segundo efecto Nernst-Ettingshausen.

Ambos efectos fueron descubiertos en 1886 por Ettingshausen, entonces profesor en la Universidad de Graz y Nernst, entonces su estudiante de doctorado en Graz.

Imagen física

Los portadores de energía móviles (por ejemplo, los electrones en la banda de conducción en un semiconductor) se moverán a lo largo de los gradientes de temperatura debido a la estadística y a la relación entre temperatura y energía cinética. Si existe un campo magnético transversal al gradiente de temperatura y los portadores están cargados eléctricamente, estos experimentarán una fuerza perpendicular a la dirección del movimiento (que es la misma que la dirección del gradiente de temperatura) y al campo magnético. Por esta razón se inducirá un campo eléctrico.

Ejemplos

Los semiconductores presentan el efecto Nernst. Esto ha sido estudiado en los años 1950 por Krylova, Mochan y muchos otros. Sin embargo, en los metales, este fenómeno es prácticamente inexistente. El efecto aparece en la fase vortical de semiconductores tipo II debido al movimiento de los vórtices; esto ha sido estudiado por Huebener et al. Los superconductores a altas temperaturas presentan el efecto Nernst tanto en la fase superconductiva como en la fase de pseudobandas, de acuerdo a Xu et al. Los superconductores de fermiones pesados pueden presentar una fuerte señal del efecto Nernst, la cual posiblemente no se debe a los vórtices, como mostraron Bel et al.

Referencias

• R. P. Huebener and A. Seher, "Nernst Effect and Flux Flow in Superconductors. I. Niobium", Web
• R. P. Huebener and A. Seher, "Nernst Effect and Flux Flow in Superconductors. II. Lead Films", Web
• V. A. Rowe and R. P. Huebener, "Nernst Effect and Flux Flow in Superconductors. III. Films of Tin and Indium", Web
• Xu, Z. A.; Ong, N. P.; Wang, Y.; Kakeshita, T.; Uchida, S. (2000). «Vortex-like excitations and the onset of superconducting phase fluctuation in underdoped La_2-xSr_xCuO₄». Nature 406 (6795): 486-488. Bibcode:2000Natur.406..486X. doi:10.1038/35020016. 
• Bel, R.; Behnia, K.; Nakajima, Y.; Izawa, K.; Matsuda, Y.; Shishido, H.; Settai, R.; Onuki, Y. (2004). «Giant Nernst Effect in CeCoIn₅». Physical Review Letters 92 (21): 217002. Bibcode:2004PhRvL..92u7002B. arXiv:cond-mat/0311473. doi:10.1103/PhysRevLett.92.217002. 
• Krylova, T. V.; Mochan, I. V. (1955). J. Tech. Phys. (USSR) 25: 2119. 

Enlaces externos

• Datos: Q19494