Визначення енергії Фермі електронів у телуриді свинцю на основі вимірювань коефіцієнта Зеебека

Editorial Board PCSS Journal; Т. Потятинник; О. Матківський; В. Говдяк; І. Горічок

doi:10.15330/pcss.26.3.584-591

Автор(и)

Т. Потятинник Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
О. Матківський Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
В. Говдяк Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
І. Горічок Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.3.584-591

Ключові слова:

телурид свинцю, термоелектричні властивості, механізми розсіювання, енергія Фермі

Анотація

Проаналізовано можливості використання моделі домінування одного механізму розсіювання носіїв для розрахунку енергії Фермі µ використовуючи експериментальні значення коефіцієнта Зеебека S_exp. Проведено розрахунок питомої електропровідності n-PbTe:I в наближенні часу релаксації з одночасним врахуванням багатьох механізмів розсіювання. Отримані при цьому значення енергії Фермі співставлено з величинами розрахованими як µ(S_exp). Досліджено вплив поправок на блохівський вигляд хвильових функцій та екранування носіями розсіюючих центрів на числові значення рухливостей і визначених в моделі домінування одного механізму розсіювання числових значень енергій Фермі.

Посилання

Z.M. Gibbs, F. Ricci, G. Li, H. Zhu, K. Persson, G. Ceder, G. Hautier, A. Jain, G. J. Snyder, Effective Mass and Fermi Surface Complexity Factor from Ab Initio Band Structure Calculations. Comput. Mater, 3 (1), 1 (2017); https://doi.org/10.1038/s41524-017-0013-3.

Y. Pei, X. Shi, A. LaLonde, H. Wang, L. Chen, G. J. Snyder, Convergence of Electronic Bands for High Performance Bulk Thermoelectrics. Nature, 473 (7345), 66 (2011); https://doi.org/10.1038/nature09996.

О.М. Matkivskyi, V.R. Balan, М.О. Halushchak, І.B. Dadiak, G.D. Mateik, І.V. Horichok, Thermal conductivity of GeBiTe solid solutions. Physics And Chemistry Of Solid State, 25 (1), 189 (2024); https://doi.org/10.15330/pcss.25.1.185-190.

B.M. Askerov, Electron Transport Phenomena in Semiconductors. 1994. https://doi.org/10.1142/1926.

Y. Xiao, W. Li, C. Chang, Y. Chen, L. Huang, J. He, L.-D. Zhao, Synergistically optimizing thermoelectric transport properties of n-type PbTe via Se and Sn co-alloying. Journal of Alloys and Compounds. (2017); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.06.296.

T. Parashchuk, Z. Dashevsky, K. Wojciechowski, Feasibility of a High Stable PbTe:In Semiconductor for Thermoelectric Energy Applications. J. Appl. Phys., 125 (24), 245103 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5106422.

Z. Dashevsky, I. Horichok, M. Maksymuk, A.R. Muchtar, B. Srinivasan, T. Mori, Feasibility of high performance in p-type Ge1-xBixTe materials for thermoelectric modules. J Am Ceram Soc., 1 (2022); https://doi.org/10.1111/jace.18371.

D.M. Zayachuk, The Dominant Mechanisms of Charge-Carrier Scattering in Lead Telluride. Semiconductors, 31 (2), 173 (1997); https://doi.org/10.1134/1.1187322.

R. Knura, T. Parashchuk, A. Yoshiasa, K.T. Wojciechowski, Origins of Low Lattice Thermal Conductivity of Pb1-xSnxTe Alloys for Thermoelectric Applications. Dalt. Trans., 50 (12), 4323 (2021); https://doi.org/10.1039/d0dt04206d.

O. Khshanovska, T. Parashchuk, I. Horichok, Estimating the upper limit of the thermoelectric figure of merit in n- and p-type PbTe. Materials Science in Semiconductor Processing, 160, 107428 (2023); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2023.107428.

D. M.Freik, S. I.Mudryi, I. V.Gorichok, R. O.Dzumedzey, O. S.Krynytskyi, & T. S. Lyuba, (2014). Charge carrier scattering mechanisms in thermoelectric PbTe: Sb. Ukrainian journal of physics, (59,№ 7), 706-711; https://doi.org/10.15407/ujpe59.07.0706.

P. Yanzhong, A.D. LaLonde, H. Wang, nd G.J. Snyder, Low effective mass leading to high thermoelectric performance. Energy Environ. Sci., 5, 7963 (2012); https://doi.org/10.1039/c2ee21536e.