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)^{[Nota 1]}​) 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

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

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.

Notas

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

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Nernst effect» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión del 15 de abril de 2013, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.