بررسی خواص ترموالکتریکی نانوساختارهای مغناطیسی با استفاده از روش نیمه کلاسیکی بولتزمان

موضوع ترابرد الکتریکی، ترموالکتریکی و ترمومغناطیسی یکی از موضوعات مهم در علم نانوترموالکترونیک می باشد. با دانستن هر چه بیشتر خواص ترمومغناطیسی مواد، می توان تحولات اساسی در صنعت الکترونیک ایجاد کرد و باعث طراحی دقیقتر و بهتر ادوات الکتریکی اپتوالکترونیکی وابسته به اسپین در مقیاس نانو شد. اندازه گیری کمیت های ترموالکتریکی مانند توان ترموالکتریک، در ساختارهایی با ابعاد پایین، به دلیل کاربرد فراوانشان در ادوات نانوالکترونیک، توجه بسیاری از محققین را جلب کرده است. برای بدست آوردن خصوصیات ترموالکتریکی مواد، روش های مختلفی وجود دارد. ما روش نیمه کلاسیکی بولتزمان را انتخاب کرده-ایم. زیرا پیچیدگی روش های کوانتومی را ندارد ولی با نتایج تجربی سازگار است. برای حل معادله ی بولتزمان، از تقریب زمان واهلش استفاده کردیم. بر اساس اینکه اعمال میدان الکتریکی در چه جهتی باشد، در جهت موازی با صفحات مشترک بین لایه ها یا عمود بر لایه-ها، معادله ی بولتزمان را حل کرده و تابع توزیع غیرتعادلی را بدست آوردیم. در مرزها، برای توابع توزیع، شرایطی برقرار است که به احتمال عبور و بازتاب از سطوح مشترک و میزان صیقلی بودن این سطوح بستگی دارد. (احتمال عبور و بازتاب را از طریق ماتریس انتقال محاسبه می شود.) با بدست آوردن تابع توزیع غیرتعادلی می-توانیم جریان الکتریکی و جریان حرارتی، یا به بیان دیگر رسانش الکتریکی و رسانش حرارتی را محاسبه کنیم. ما برای حل انتگرال جریان ها، برنامه ای در زبان برنامه نویسی فورترن نوشته و داده-هایی بدست آورده ایم. این داده ها را برای دو نوع سه لایه ای، با لایه ی اول و سوم fe و لایه ی میانی cr یا cu محاسبه کردیم. بر اساس این داده ها نمودار تغییرات جریان الکتریکی و جریان حرارتی و دیگر خواص ترموالکتریکی مانند ضریب زبک را بر حسب ضرایب پراکندگی در مرزها رسم کرده ایم.