横向 Thomson 效应观测

Thermoelectric Thomson 效应预言于 1850 年代由 William Thomson 提出，通过 Seebeck 效应和 Peltier 效应的协同作用在导体中产生体积加热/冷却。最近，横向热电学研究在 Nernst 效应和 Ettingshausen 效应方面取得了快速进展，以实现多样化的热管理技术并探索拓扑传输特性。然而，由于 Nernst 效应和 Ettingshausen 效应的协同作用产生的横向 Thomson 效应尚未被观察到。本文报道了在导体中观察到横向 Thomson 效应。我们使用热电成像技术，在一个半金属 Bi$_{88}$Sb$_{12}$ 合金中观察到由电荷电流、温度梯度和垂直于彼此的磁场引起的体积加热/冷却。我们发现加热/冷却可以随场的方向而切换。我们的实验和分析揭示了传统 Thomson 效应与横向 Thomson 效应之间的本质区别；前者仅取决于 Seebeck 系数随温度的导数，而后者不仅取决于 Nernst 系数随温度的导数，还取决于其大小。横向 Thomson 效应的观察填补了热电学历史中的空白，为主动热管理技术提供了新的原理。