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.Key words: quantum wire, phonon drag, parabolic potential, energy spectrum, thermoelectric effects, diffusion thermopower, phonon thermopower.Розроблено кількісну теорію термоерс фононного перетягання для одно-вимірного електронного газу в квантовому дроті з параболічним обмежу-вальним потенціялом. Ґрадієнт температури спрямовано уздовж осі кван-тового дроту. Передбачається, що рівень Фермі розташований між нульо-вим і першим рівнями розмірного квантування. З використанням Больц- Ключові слова: квантовий дріт, фононне перетягання, параболічний по-тенціял, енергетичний спектер, термоелектричні ефекти, термодинаміка дифузії, теплова енергія фононів.Разработана количественная теория термоэдс фононного увлечения для одномерного электронного газа в квантовой проволоке с параболическим ограничивающим потенциалом. Ãрадиент температурû направлен вдоль оси квантовой проволоки. Предполагается, что уровень Ферми располо-жен между нулевûм и первûм уровнями размерного квантования. С ис-пользованием кинетического уравнения Больцмана вûчисленû фононная и электронная части термоэдс. Для сравнения бûли проведенû численнûе расчётû температурной и концентрационной зависимостей фононной и диффузионной частей термоэдс. Показано, что фононное увлечение вно-сит основной вклад в термоэдс в интервале температур 2-20 Ê.Ключевые слова: квантовая проволока, фононное увлечение, параболиче-ский потенциал, энергетический спектр, термоэлектрические эффектû, термодинамика диффузии, тепловая энергия фононов.