熱ホール効果

固体物理学において、熱ホール効果は、独立した共同発見者であるアウグスト・リギとシルベストル・アナトール・ルデュックにちなんでリギ・ルデュック効果とも呼ばれ、ホール効果の熱的類似物です。この効果は、固体全体に温度勾配がある場合^、磁場を印加すると直交温度勾配が出現することを表します。

導体の場合、熱流の大部分は電子によって運ばれます。特に、リギ・ルデュック効果は垂直な温度勾配から生じる熱流を表し、その逆も同様です。マギ・リギ・ルデュック効果は、導体を磁場内に置いたときの熱伝導率の変化を表します。^[要出典]

熱ホール効果は常磁性絶縁体でも測定されており、「フォノンホール効果」と呼ばれています。^[2]この場合、固体内には荷電電流がないため、磁場はローレンツ力を及ぼすことができません。フォノン熱ホール効果は、さまざまな種類の非磁性絶縁固体で測定されていますが、^{[3] [4] [5] [6]この現象が発生する正確なメカニズムはほとんどわかっていません。中性粒子に対する類似の熱ホール効果は、多原子ガスに存在し、}ゼンフトレーベン・ベーナッカー効果として知られています。

熱ホール伝導率の測定は、熱伝導率に対する電子と格子の寄与を区別するために使用されます。これらの測定は、超伝導体を研究する際に特に有用です。^[7]

x方向に温度差のある導体または半導体と、 z方向にそれに垂直な磁場Bがある場合、横方向のy方向に温度差が生じる可能性がある。

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

リギ・ルデュック効果は、ホール効果の熱的類似物です。ホール効果では、外部から印加された電圧によって電流が流れます。可動電荷キャリア (通常は電子) は、ローレンツ力により磁場によって横方向に偏向します。リギ・ルデュック効果では、温度差により可動電荷キャリアは温かい端から冷たい端へと流れます。ここでも、ローレンツ力により横方向の偏向が生じます。電子は熱を輸送するため、片側がもう片側よりも熱くなります。

熱ホール係数（リギ・ルデュック係数とも呼ばれる）は材料に依存し、単位はテスラ⁻¹である。これは電気伝導率によってホール係数と関連しており、 ${\displaystyle R_{\mathrm {TH} }}$${\displaystyle R_{\mathrm {H} }}$${\displaystyle \sigma}$

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

• ホール効果