Calor especifico gas de electrones
La masa efectiva refleja cómo los electrones interactúan con la red cristalina. Este principio limita el número de electrones que pueden aceptar energía térmica, resultando en un calor específico significativamente menor. A partir de estos datos, se puede determinar el calor específico.
El calor específico se mide experimentalmente utilizando técnicas de calorimetría. La teoría de Landau proporciona una descripción más precisa del comportamiento del gas de electrones en metales fuertemente correlacionados. La fórmula para el calor específico del gas de electrones a bajas temperaturas es proporcional a la temperatura (T).
Se aplica una pequeña cantidad de calor a la muestra y se mide el cambio de temperatura. El calor específico electrónico está directamente relacionado con la densidad de estados electrónicos cerca del nivel de Fermi. Esto a su vez afecta la densidad de estados y, por lo tanto, el calor específico.
El calor específico de un gas de electrones es una medida de cuánta energía se necesita para elevar su temperatura
El estudio del calor específico en aleaciones ayuda a comprender cómo la composición influye en las propiedades electrónicas. A diferencia de un gas ideal clásico, los electrones en un metal están sujetos al principio de exclusión de Pauli. Por lo tanto, el calor específico electrónico puede dominar el comportamiento térmico del metal en el límite de bajas temperaturas.
Se requieren mediciones precisas para separar la contribución electrónica de otras contribuciones al calor específico total. El calor específico electrónico se puede calcular teóricamente utilizando métodos de estructura de bandas. Se considera que estos electrones se mueven libremente dentro del metal, sujetos solo al potencial periódico de la red cristalina.
Por tanto, la medición del calor específico es una herramienta valiosa para estudiar la estructura electrónica de los materiales. Las interacciones electrón-electrón también pueden influir en la masa efectiva y el calor específico. La introducción de impurezas o aleantes modifica la estructura electrónica.
En los materiales superconductores, se observa un salto en el calor específico a la temperatura crítica. La contribución del gas de electrones al calor específico de un metal es especialmente importante a bajas temperaturas. La densidad de estados se puede obtener de la estructura de bandas calculada.
Esta contribución puede ser relevante en sistemas con alta densidad de electrones.
El calor específico de un gas de electrones es una medida de cuánta energía se necesita para elevar su temperatura. La presión ejercida por los electrones contribuye a la energía total del sistema. Sin embargo, en semiconductores dopados, la concentración de electrones o huecos puede aumentar significativamente.
Esto permite estudiar las propiedades intrínsecas del gas de electrones. La presión interna del gas de electrones también afecta al calor específico. El calor específico se calcula luego a partir de la densidad de estados. La teoría de Landau de líquidos de Fermi es una extensión del concepto de gas de electrones.