Phonon Drag Thermopower in Quantum Wire with Parabolic Confinement Potential

Abstract

The quantitative theory of phonon drag thermopower for the one-dimensional electron gas in a quantum wire with a parabolic confinement potential is developed. The temperature gradient is directed along the axis of a quantum wire. As assumed, the Fermi level is located between the zero and first levels of a size quantization. Using the Boltzmann kinetic equation, the phonon and electronic parts of a thermoelectric power are calculated. For comparison, numerical calculations of the temperature and concentration dependences of the phonon and diffusion parts of a thermoelectric power are carried out. As shown, the phonon drag makes a main contribution in thermopower within the temperature interval 2–20 K.

Разработана количественная теория термоэдс фононного увлечения для одномерного электронного газа в квантовой проволоке с параболическим ограничивающим потенциалом. Градиент температуры направлен вдоль оси квантовой проволоки. Предполагается, что уровень Ферми расположен между нулевым и первым уровнями размерного квантования. С использованием кинетического уравнения Больцмана вычислены фононная и электронная части термоэдс. Для сравнения были проведены численные расчёты температурной и концентрационной зависимостей фононной и диффузионной частей термоэдс. Показано, что фононное увлечение вносит основной вклад в термоэдс в интервале температур 2–20 К.

Розроблено кількісну теорію термоерс фононного перетягання для одновимірного електронного газу в квантовому дроті з параболічним обмежувальним потенціялом. Ґрадієнт температури спрямовано уздовж осі квантового дроту. Передбачається, що рівень Фермі розташований між нульовим і першим рівнями розмірного квантування. З використанням Больцманнового кінетичного рівняння обчислено фононну й електронну частини термоерс. Для порівняння було проведено чисельні розрахунки температурної та концентраційної залежностей фононної й дифузійної частин термоерс. Показано, що фононне перетягання дає основний внесок у термоерс в інтервалі температур 2–20 К.