Zur Theorie der absoluten Thermokraft dünner Metallschichten und -drähte

Abstract

Abstract Im Rahmen der Elektronentheorie der Metalle wird die absolute Thermokraft dünner Metall-schichten und -drähte berechnet und mit eigenen Messungen an aufgedampften Blei-und Wismutschichten verglichen. Theoretisch kann gegenüber dem kompakten Material nur dann eine Änderung auftreten, wenn die mittlere freie Weglänge der Elektronen energieabhängig ist. Damit kann man aus derartigen Thermokraftmessungen tiefere Aussagen über den Leitungsmechanismus der Versuchsproben gewinnen als aus dem Schichtdickeneffekt der elektr. Leitfähigkeit.Unter der Annahme der exakten Gültigkeit der Theorie der freien Elektronen und völlig diffuser Reflexion der Elektronen an den inneren Metalloberflächen ergeben sich aus den Meßwerten für Wismut und Blei mittlere freie Weglängen von 2000 Ä bei 25° C bzw. 84 Ä bei 35° C. Die experimentell gefundene Abnahme der differentiellen Thermokraft stimmt für diese).-Werte gut mit der theoretischen Kurve überein. Abweichungen bei sehr dünnen Wismut -schichten wurden schon in einer früheren Arbeit auf die Bindung der Elektronen und Oberflächeneffekte zurückgeführt.Im zweiten Teil dieser Arbeit wird auch der Fall teilweise elastischer Reflexion der Elektronen an den inneren Oberflächen des Metalles behandelt. Ferner wird an Hand der allgemeinen Formel die absolute Thermokraft für dünne Drähte berechnet.Die gefundene Schichtdickenabhängigkeit der Thermokraft ist durch eine rein thermodynamische Betrachtungsweise nicht zu erklären, während auf Grund der Metalltheorie eine zwanglose Deutung als Weglängeneffekt möglich ist. Darüber hinaus tritt aus diesen Betrachtungen die grundsätzliche Bedeutung der auf ein einheitliches Material bezogenen absoluten Thermokraft deutlich hervor.In einem zusätzlichen Abschnitt wird noch gezeigt, daß die Wärmeleitfähigkeit auch im Falle einer energieabhängigen freien Weglänge mit dem gleichen Korrekturfaktor behaftet wird wie die elektrische Leitfähigkeit, so daß das Wiedemann-Franz-Lorenz sehe Gesetz bei den dünnen Schichten und Drähten keine Modifikation erfährt.