ISSN:
1434-601X
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Physics
Notes:
Zusammenfassung In dieser Abhandlung wird über gründliche Untersuchungen der thermoelektrischen und hiermit zusammenhängender Eigenschaften des Systems Zn x Cd1−x Sb berichtet. Es wird von der Vermutung ausgegangen, daß die bisherigen stark widersprechenden Angaben über die Thermokraft des ZnSb darauf beruhen, daß die Präparate nur brutto dieser Zusammensetzung genügen und tatsächlich ein undefiniertes Gemenge verschiedener Phasen von Zn4Sb3, Zn3Sb2 und Sb gewesen sind. Tatsächlich gelingt es durch eine besondere Wärmebehandlung, die zuvor in genau stöchiometrischem Verhältnis zusammengeschmolzenen ZnSb-Proben über peritektische Reaktionen in homogenes ZnSb zu überführen. Es zeigt mit α= +460 μV/Grad eine genau reproduzierbare Thermokraft, die etwa 3mal höher ist als die bisher durchschnittlich erreichten Beträge. Zur Verminderung der den thermoelektrischen Wirkungsgrad herabsetzenden thermischen Gitterleitfähigkeitϰ G wird ein Teil des Zn durch Cd substituiert, wobei für die Zusammensetzung Zn0,9Cd0,1 Sb der Minimalwertϰ G =0,013 (W/cm Grad) erreicht wird. Im System Zn x Cd−x Sb werden in Abhängigkeit von der Konzentrationx außer der Wiedemann-Franz-Lorenzschen Zahl die elektrische Leitfähigkeit σ und die HallkonstanteA H gemessen, aus der die Löcherkonzentrationn, die Beweglichkeitμ [bei 300° K etwa 163 (cm2/Vs)] und aus derenT-Abhängigkeit die Konstante der Schottky-Pissarenkoschen α-Gleichung zuA=2,5 berechnet wird. Damit kann die effektive Masse der Löcher im Zn x Cd1−x Sb zum *=m 0/3 ermittelt werden. Die Thermokraft von ZnSb und Zn0,Cd0,1Sb wird bis hinab zu 86° K gemessen; sie zeigt einen langsamerenT-Abfall als diejenige von Bi2Te3. Der α,T-Verlauf läßt sich nicht durch die erwähnte Formel mit konstantemm */m 0 interpolieren. Die Dotierung der erwähnten Präparate mit verschiedenen Metallen liefert eine Beziehung zwischen der Abnahme von α und der Zunahme von logσ, die bis zum Optimum der thermoelektrischen Effektivitätz=α 2 σ/ϰ hinein streng linear ist mit der für klassische Halbleiter errechneten Neigungdα/d logσ=2,0 · 10−4; es wird darauf hingewiesen, daß sowohl das Ausbleiben von Entartungszeichen imz-Maximum wie der monotone Anstieg vonα mitT auch bei höheren Temperaturen vom Standpunkt der Theorie bemerkenswert ist. Praktisch ist der gefundene Zusammenhang zwischen α,ϰ e1 undϰ G insofern bemerkenswert, als er es ermöglicht, die Bedingung optimaler Dotierung α=172(1+ϰ e1/ϰ G) sowohl an der kalten wie der warmen Lötstelle zu erfüllen.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01461223
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