Kurşun kalay tellür - Lead tin telluride

Kurşun kalay tellür, ayrıca PbSnTe veya Pb olarak da anılır1 − xSnxTe, üçlü bir alaşımdır öncülük etmek, teneke ve tellür, genellikle kalay alaşımından yapılır kurşun tellür veya yol açmak kalay tellür. IV-VI dar bant aralığıdır yarı iletken malzeme.

bant aralığı Pb1 − xSnxTe, malzemedeki bileşimi (x) değiştirerek ayarlanır. 0,29'dan bant boşluğunu ayarlamak için SnTe Pb (veya Sn ile PbTe) ile alaşımlanabilir eV (PbTe) ila 0.18 eV (SnTe). II-VI'dan farklı olarak şunu belirtmek önemlidir: kalkojenitler, Örneğin. kadmiyum, cıva ve çinko kalkojenitler, Pb'deki bant boşluğu1 − xSnxTe iki uç arasında doğrusal olarak değişmez. Aksine, bileşim (x) arttıkça, bant aralığı azalır, konsantrasyon rejiminde sıfıra yaklaşır (sırasıyla, 4-300 K sıcaklığa karşılık gelen 0.32-0.65) ve SnTe'nin yığın bant aralığına doğru daha da artar.[1] Bu nedenle, kurşun kalay tellür alaşımları, uç nokta muadillerine göre daha dar bant boşluklarına sahiptirler ve bu da kurşun kalay tellüridi orta seviye için ideal bir aday yapar. kızılötesi, 3–14 μm opto-elektronik uygulama.

Özellikleri

Kurşun kalay tellür p tipi yarı iletken 300 K'da kalay içeriği arttıkça delik konsantrasyonu artar ve bu da elektiriksel iletkenlik. X = 0 ila 0.1 bileşim aralığı için, elektrik iletkenliği 500 K'ye kadar sıcaklık artışıyla azalır ve 500 K'nın üzerine çıkar. Bileşim aralığı için, x ≥ 0.25, sıcaklıktaki artışlarla elektriksel iletkenlik azalır.

Seebeck katsayısı Pb1 − xSnx300 K'da Sn içeriğindeki artışla Te azalır.

X> 0.25 bileşimi için, termal iletkenlik Pb1 − xSnxSn içeriğindeki artışla Te artar. Isı iletkenlik değerleri, tüm bileşim aralığı, x> 0, sıcaklık artışı ile azalır.

Pb için1 − xSnxTe, maksimum termoelektrik güç faktörüne karşılık gelen optimum sıcaklık, x bileşimindeki artışla artar. Kurşun kalay tellürid'in sözde ikili alaşımı bir termoelektrik malzeme 400–700 K üzeri sıcaklık aralığı.[2]

Kurşun kalay tellürür pozitif sıcaklık katsayısı yani belirli bir bileşim x için bant aralığı sıcaklıkla artar. Bu nedenle, kurşun kalay tellür esaslı ile çalışırken sıcaklık stabilitesi korunmalıdır. lazer. Bununla birlikte, avantaj, operasyonun dalga boyu Lazerin, çalışma sıcaklığı değiştirilerek kolayca ayarlanabilir.

Optik absorpsiyon katsayısı kurşun kalay tellürid tipik olarak ~ 750 cm−1 ~ 50 cm ile karşılaştırıldığında−1 katkılı silikon gibi harici yarı iletkenler için.[3] Daha yüksek optik katsayı değeri, yalnızca daha yüksek hassasiyet sağlamakla kalmaz, aynı zamanda optik çapraz konuşma oluşumunu önlemek için ayrı ayrı dedektör öğeleri arasındaki gerekli aralığı da azaltır entegre devre teknoloji kolayca erişilebilir.[4]

Uygulama

Kurşun kalay tellürürün ayarlanabilir dar bant aralığı ve cıva kadmiyum tellürid ile karşılaştırıldığında nispeten daha yüksek çalışma sıcaklığı nedeniyle, IR kaynaklarında ticari uygulamalar için tercih edilen bir malzeme olmuştur, bant geçiren filtreler ve IR dedektörleri.[4][5][6][7] 8-14 μm pencerede radyasyonu algılamak için fotovoltaik cihazlar olarak uygulamalar bulmuştur.[8][9]

Tek Kristal Pb1 − xSnxTe diyot lazerler gibi gazlı kirletici maddelerin tespiti için kullanılmıştır kükürt dioksit.[10][11]

Kurşun kalay tellüridler termoelektrik cihazlarda kullanılmıştır.[12]

Referanslar

  1. ^ Dimmock, J. O .; Melngailis, I .; Strauss, A.J. (1966). "Pb'de Bant Yapısı ve Lazer HareketixSn1 − xTe ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 16 (26): 1193. Bibcode:1966PhRvL..16.1193D. doi:10.1103 / PhysRevLett.16.1193.
  2. ^ Orihashi, M .; Hiçbir gün.; Chen, L. D .; Gitmek.; Hirai, T. (2000). "Kalay içeriğinin p-tipi kurşun kalay tellürürün termoelektrik özelliklerine etkisi". Katıların Fizik ve Kimyası Dergisi. 61 (6): 919–923. Bibcode:2000JPCS ... 61..919O. doi:10.1016 / S0022-3697 (99) 00384-4.
  3. ^ Burstein, E .; Picus, G .; Sciar, N. (1954). "Silikon ve Germanyumun Optik ve Fotoiletken Özellikleri". R.G. Breckenridge'de (ed.). Fotoiletkenlik Konferansı. New York: John Wiley & Sons. s. 353–409.
  4. ^ a b Mathur, D.P. (1975). "Gelecekteki Uzak Sensör Uygulamaları için En Son Kızılötesi Dedektör Gelişmeleri". Optik Mühendisliği. 14 (4): 351. Bibcode:1975OptEn.14..351M. doi:10.1117/12.7971844.
  5. ^ Yoshikawa, M .; Shinohara, K .; Ueda, R. (1977). "1500 saatlik bir Pb'nin üzerinde sürekli çalışma Te/ PBSN Te 77 K "değerinde çift heteroyapılı lazer. Uygulamalı Fizik Mektupları. 31 (10): 699–701. doi:10.1063/1.89491.
  6. ^ Kasemset, D .; Saleh, S .; Fonstad, C. G. "Pb1 − xSnxTe / PbTe1 − ySey kafes uyumlu gömülü heteroyapı lazerleri CW Tek modlu çıktı ". doi:10.1109 / EDL.1980.25236. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  7. ^ Wakefield, S. L. (1971) "Kızılötesi dedektörler için kurşun-kalay-tellür malzeme üretimi". ABD Patenti 3,673,063
  8. ^ Rolls, W .; Lee, R .; Eddington, R.J. (1970). "Kurşun-kalay tellürid fotodiyotlarının hazırlanması ve özellikleri". Katı Hal Elektroniği. 13 (1): 75–78. Bibcode:1970SSEle..13 ... 75R. doi:10.1016/0038-1101(70)90011-0.
  9. ^ Oron, M .; Zussman, A .; Katzir, A. (1982). "PbSnTe diyot lazerlerin ömür mekanizmaları, tünelleme akımları ve lazer eşikleri". Kızılötesi Fizik. 22 (3): 171–174. doi:10.1016/0020-0891(82)90037-9.
  10. ^ Antcliffe, G.A. ve Wrobel, J. S. (1972). "Mevcut Ayarlanabilir Pb (1-x) SNM (x) Te Diyot Lazerler Kullanılarak Gazlı Kirletici Kükürt Dioksitin Saptanması". Uygulamalı Optik. 11 (7): 1548–1552. doi:10.1364 / AO.11.001548. PMID  20119184.CS1 bakimi: birden çok ad: yazarlar listesi (bağlantı)
  11. ^ Antcliffe, G. A .; Wrobel, J. S. (1972). "Mevcut Ayarlanabilir Pb Kullanılarak Gaz Halindeki Kirletici Kükürt Dioksitin Tespiti1-xSnMx Te Diode Lazerler ". Uygulamalı Optik. 11 (7): 1548–52. doi:10.1364 / AO.11.001548. PMID  20119184..
  12. ^ Hockings, Eric F ve Mularz, Walter L (1961) "Kurşun tellürid-kalay tellürid termoelektrik bileşimleri ve cihazları" ABD Patenti 3,075,031