§ 2. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Значительное возрастание величины при низких температурах было обнаружено у висмут-сурьмянистых сплавов, помещенных в магнитное поле. Под влиянием магнитного поля происходит увеличение термоэлектродвижущей силы и одновременно электрического сопротивления материала. Причиной этого является влияние магнитного поля на носители тока в полупроводнике — электроны и дырки. Наибольший эффект влияния магнитного поля на добротность полупроводникового вещества оказался у сплава, состоящего из 88% висмута и 12% сурьмы. Монокристаллы из этого сплава помещались в магнитное поле, направленное параллельно биссектрисной оси кристалла. При комнатной температуре без магнитного поля этого материала было равно При той же комнатной температуре, но магнитном поле в 17 кэрстед величина возрастает до В сплавах с увеличением магнитного поля за счет

Рис. 10. Зависимость величины от состава сплава при температуре

увеличения значения термоэдс возрастает величина однако при определенном значении напряженности поля из-за увеличения величины сопротивления начинает уменьшаться, переходя через максимум. Значителен тот факт, что максимальная величина при любых температурах всегда в три раза больше, чем в случае отсутствия магнитного поля.

Второй особенностью в поведении сплава в магнитном поле является увеличение при пониженииокружающей температуры. На рис. 12 приведена зависимость величины от температуры для различных значений напряженности магнитного поля. При температуре около 100° К и поле в достигает значения

Все приведенные выше данные относились к сплаву с электронной проводимостью. К сожалению, до настоящего времени не удалось изготовить дырочного материала с аналогичной зависимостью свойств от поля и температуры, что не позволяет создать эффективного низкотемпературного термомагнитного элемента. Однако даже использование в качестве положительной ветви теллурида висмута позволяет при поле в 800 эрстед и температуре горячих спаев 77° К получить дополнительное понижение температуры на 13—15°.

Следует обратить внимание на возможность создания комбинированного термоэлектрическо-термомагнитного охладителя, в котором первые каскады являются термоэлектрическими, а последний каскад — термоэлектрическим, но с магнитным полем.

Рис. 11. Максимальная разность температур, обеспечиваемая термоэлементом, состоящим из -ветвь), (р-ветвь).