Spin-Nernst-Effekt
Der Spin-Nernst-Effekt ist ein quantenmechanischer Effekt, der in Analogie zum klassischen Nernst-Effekt zu sehen ist. Wenn entlang eines dünnen Streifens eine Temperaturdifferenz anliegt, werden Elektronen transversal zum Wärmestrom abgelenkt, und zwar je nach Ausrichtung ihres Spins in entgegengesetzte Richtungen.[1] Die wesentlichen Unterschiede zum klassischen Nernst-Effekt umfassen dabei:
- Anstelle eines Ladungsstromes fließt ein Spin-Strom. Die beiden gegenüberstehenden Querschnittsflächen sind also z. B. entgegengesetzt spin-polarisiert.
- Es ist kein externes Magnetfeld erforderlich. Der Effekt entsteht durch Spin-Bahn-Kopplung zwischen dem intrinsischen Spin des Elektrons und dem magnetischen Feld, das durch seine Bewegung relativ zum Ionengitter der Festkörpers.[2]
Der Effekt ist analog zum Spin-Hall-Effekt, bei dem ein transversaler Spin-Strom entsteht, wenn ein elektrischer Strom fließt. Da sich die Elektronen beim Spin-Nernst-Effekt in Richtung des Wärmestroms bewegen, aber beim Spin-Hall-Effekt (definitionsgemäß) entgegen der elektrischen Stromrichtung, weist auch der entstehende Spin-Strom in die entgegengesetzte Richtung.
Der Effekt wurde 2017 nachgewiesen.
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ S. Meyer et al.: Observation of the spin Nernst effect. In: Nature Materials Letters. 11. September 2017, abgerufen am 10. Oktober 2017 (englisch).
- ↑ Electrons heat up in first observation of spin Nernst effect. In: Physics World. 12. September 2017, abgerufen am 12. Oktober 2017 (englisch).