Эффект Гуржи заключается в уменьшении электрического сопротивления () проводника конечных размеров с повышением его температуры () (то есть ситуация для определённого температурного интервала). Эффект Гуржи обычно рассматривается как доказательство гидродинамического транспорта в проводящих средах. Эффект Гуржи был теоретически предсказан Радием Николаевичем Гуржи в 1963 году.
Механизм Величина сопротивления проводника обратна — средняя длина свободного пробега, соответствующая потере импульса в системе электроновгде — среднее расстояние, которое проходит электрон между двумя последовательными взаимодействиями с границей, — средняя длина свободного пробега, отвечающая другим возможностям потери импульса. Отражение электронов от границы считается диффузным.
При низких температурах реализуется баллистический транспорт: , , где — ширина проводника, — средняя длина свободного пробега, соответствующая нормальным электрон — электронным столкновениям (то есть столкновениям без процессов переброса импульса). При низких температурах фонон, излучаемый электроном, быстро взаимодействует с другим электроном без потери суммарного импульса электрон — фононной системы. , где — средняя длина свободного пробега, соответствующая электрон — фононным столкновениям. Также предполагается . Таким образом, сопротивление для самых низких температур является постоянным (см. рисунок). Эффект Гуржи появляется при повышении температуры, когда длина пробега относительно электрон — электронных столкновений становится достаточно малой . В этом режиме диффузионную длину пробега электронов между двумя последовательными взаимодействиями с границей можно рассматривать, как свободный пробег относительно потери импульса. Пользуясь известными формулами броуновского движения, можно показать, что длина траектории электрона между двумя столкновениями с границей порядка , а сопротивление пропорционально . Таким образом, наблюдается отрицательная производная . Эффект Гуржи можно наблюдать при .
Другие проявления Эффект Гуржи отвечает необычной ситуации, когда электрическое сопротивление зависит от частоты нормальных столкновений. Этот эффект возникает из-за наличия границ образца, имеющего конечный характерный размер . Позже группа Гуржи обнаружила особую роль гидродинамики электронов в спиновом транспорте. В этом случае магнитная неоднородность играет роль «границы» со спин — диффузионной длиной, как характерным размером вместо , как раньше. Эта магнитная неоднородность останавливает электроны одного направления и становится эффективным рассеивателем для электронов с противоположным спином. В этом случае магнетосопротивление проводника зависит от частоты нормальных электрон — электронных столкновений, а также от эффекта Гуржи.
Примечания
Категория:Физика конденсированного состояния Категория:Физика твёрдого тела