Low Temperature Physics: 47, 2 (2021); https://doi.org/10.1063/10.0002890
Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 1 (Январь 2021), c. 5-10    ( к оглавлению , назад )

Thermo emf in a two-dimensional electron-hole system in HgTe quantum wells in the presence of magnetic field. The role of the diffusive and the phonon-drag contributions

E. B. Olshanetsky1, Z. D. Kvon1,2, G. M. Gusev3, M. V. Entin1, L.I. Magarill1, and N. N. Mikhailov1

1Institute of Semiconductor Physics, Novosibirsk 630090, Russia
E-mail: kvon@thermo.isp.nsc.ru

2Novosibirsk State University, Novosibirsk 630090, Russia

3Instituto de Fsica da Universidade de São Paulo, São Paulo 135960-170, SP, Brazil

Received September 09, 2020, published online November 24, 2020

Abstract

We present an experimental study of the thermo emf of a two-dimensional electron-hole system in a 21 nm HgTe quantum well in the presence of magnetic field. The first experimental observation of Nernst–Ettingshausen effect in a 2D semimetal is reported. The comparison between theory and experiment shows that the thermo emf is determined by two contributions: the diffusion and the phonon drag, with the latter contribution several times greater than the first. The conclusion is drawn about the important role of electron-hole scattering in the formation of both thermoelectric power mechanisms.

Анотація

Експериментально досліджено термоелектрорушійну силу двовимірної електронно-діркової системи у квантовій ямі HgTe (21 нм) у присутності магнітного поля. Повідомлено про перше експериментальне спостереження ефекту Нернста–Еттінгсгаузена у двовимірному напівметалі. Порівняння теорії та експерименту показує, що термоелектрорушійна сила визначається двома внесками: дифузією та фононним захопленням, причому останній внесок у кілька разів перевищує перший. Зроблено висновок щодо важливої ролі електронно-діркового розсіяння у формуванні обох механізмів термоелектрорушійної сили.

Key words: quantum well, 2D semimetal, diffusion, phonon drag.