מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' דרור אורגד
פיסיקה
האוניברסיטה העברית, קמפוס אדמונד י' ספרא
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2013-2017

אפקטים תרמואלקטריים במערכות עם אינטראקציות חזקות

מטרת המחקר היא להעמיק את הבנתנו בתופעות המכונות "אפקטים תרמואלקטריים", כמו הולכת חום בשדה חשמלי או היווצרות זרם ממפל טמפרטורות, במערכות שבהן האינטראקציות בין האלקטרונים חזקות. הבנה כזו עשויה להיות רלוונטית לחימום, קירור והפקת אנרגיה חשמלית מחום

נכתב ע''י דרור אורגד, 15 אוק 2018

לרבים ידוע כי כאשר מפעילים שדה חשמלי על מערכת המכילה אלקטרונים החופשיים לנוע מתפתח בה זרם חשמלי. עובדות מוכרות פחות הן ששדה חשמלי יכול לגרום להולכת חום דרך המערכת ושזרם חשמלי יכול להיווצר כתגובה להפרש טמפרטורות בין חלקים שונים במערכת. תופעות אלה ידועות כאפקטים תרמואלקטריים, ומעבר לעניין הבסיסי בהן ניתן לנצלן לקירור, חימום והפקת אנרגיה חשמלית מחום. יש בידינו הבנה טובה של התהליכים הבסיסיים העומדים מאחורי האפקטים התרמואלקטריים במערכות שבהן האינטראקציות בין האלקטרונים אינן ממלאות תפקיד משמעותי. לעומת זאת, הבנת האפקטים במערכות שבהן האינטראקציות הללו חזקות עדיין לוקה בחסר. מטרת המחקר הייתה לקדם הבנה שכזו. רוב המחקר התמקד באפקט נרנסט (Nernst), שבמהלכו מתפתח מתח (כלומר הפרש פוטנציאל) חשמלי במוליך מתכתי הנתון בשדה מגנטי ובמפל טמפרטורות. בדרך כלל אפקט נרנסט קטן, ולכן כאשר שיעורו משמעותי מעיד הדבר על נוכחותה של פיזיקה מעניינת. למשל, אפקט נרנסט בולט מתפתח במערכות אלקטרוניות כאשר הן הופכות, בטמפרטורות נמוכות, ממוליכים לעל-מוליכים. בשנים האחרונות התגלה למרבה הפלא שבחומרים הקרויים "קופרטים" (Cuprates) מתפתח אפקט נרנסט ניכר גם בטמפרטורות גבוהות שבהן הם עדיין לא הופכים לעל-מוליכים. מספר חוקרים הסיקו מכך שייתכן שבחומרים אלה מתקיימים באופן חלקי התנאים לעל-מוליכות גם בטמפרטורות גבוהות. אם עובדה זו נכונה יש בידה לתרום להבנתנו את התהליכים האחראיים לתופעת העל-מוליכות בקופרטים ואולי אף לסייע ביצירת חומרים ההופכים לעל-מוליכים בטמפרטורות גבוהות יותר (משאת נפשם של חוקרי העל-מוליכות מאז ומתמיד). מחקרנו הראה שאם אכן מקורו של האפקט הנמדד בקופרטים בהתנהגות על-מוליכה שיורית, הרי שזו נובעת מעל-מוליכות לא רגילה בעלת מספר מאפיינים השונים מהותית מההתנהגות המוכרת בעל-מוליכים קלאסיים. החלק האחרון של מחקרנו עסק בתכונות הסימטריה שאפקטים תרמואלקטריים צפויים להראות ובמידע שניתן לדלות מהן על אופייה של המערכת האלקטרונית. ידוע כי במערכת בעלת סימטריה לשיקוף (העתקה ל"תמונת ראי") הנתונה בשדה מגנטי, גודלו של המתח המתפתח במערכת כתגובה לזרם חשמלי (מתח הול) אינו משתנה תחת סיבוב המערכת בתשעים מעלות. אנו הראינו כי בניגוד לכך, המתח החשמלי המתפתח במערכת בעלת סימטריה לשיקוף הנתונה בשדה מגנטי ובמפל טמפרטורות יכול להשתנות תחת סיבוב המערכת. אם שינוי כזה מתרחש הוא מעיד על כך שהמערכת אינה ניתנת לתיאור כמורכבת מחלקיקים מוגדרים היטב שהאינטראקציות ביניהם חלשות.

פורסם בתאריך - 02-יוני-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

Strongly correlated systems
Thermoelectric effect
High-temperature superconductors
Quasi-one-dimensional electronic conductors
Nernst effect
פורסם בתאריך - 02-יוני-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום