II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE OF YOUNG RESEARCHERS
67
Qafqaz University
18-19 April 2014, Baku, Azerbaijan
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ YB-PB-TE
Октай ГАСАНОВ, Хатира АДГЕЗАЛОВА, Ильгама ДУНЬЯМАЛИЕВА
Азербайджанский Государственный Педагогический Университет
1959oktay@mail.ru
АЗЕРБАЙДЖАН
В настоящее время не вызывает сомнений, что изменение различных свойств в ряду лантаноидов и
соединений с их участием определяется особенностью их электронного строения, и заключается в заполнении
глубоко лежащей 4f-уровней и наличия у большинства из них вакантных 5d-уровней.
В данных сплавах системы Yb-Pb-Te основным влияющим фактором на изменение термо-э.д.с. от
температуры является подвижность, которая характеризуется изменением типа проводимости от примесной к
собственной, и соответственно при определенных температурах увеличением концентрации свободных носителей
заряда. Под влиянием теплового движения непрерывно происходит обмен промежуточных электронов, приводящие
к сокращению длины свободного пробега и уменьшению подвижности с увеличением температуры. С ростом
температуры концентрация носителей тока во всех случаях увеличивается, а холловская подвижность уменьшается.
Термо-э.д.с. исследовалась в широком температурном интервале 85-685К. Температурные зависимости коэффи-
циента термо-э.д.с. сплавов Yb-Pb-Te с увеличением температуры до около комнатной увеличиваются незначительно.
Зато затем наблюдается резкое увеличение при дальнейшем нагреве образца. Ход температурной зависимости термо-
э.д.с. в области от азотной до около комнатной температуры характерен для вырожденных полупроводников.
Дальнейший ход температурной зависимости объяснить можно появлением носителей тока другого знака – дырок.
Из сравнительного анализа между ходом температурной зависимости термо-э.д.с. сплавов систем Yb-Pb-Te и
исходного вещества PbTe, видно что для около комнатной температуры значения коэффициента термо-э.д.с. у
сплава больше, чем у исходного вещества PbTe, а зависимость от температуры незначительна, то есть
незначительно увеличивается с температурой. После около комнатной температуры наблюдается более крутой ход
температурной зависимости в сплавах систем Yb-Pb-Te и исходного вещества PbTe, однако значение термо-э.д.с.
для исходного вещества всегда больше, чем у сплавов. Это подтверждает, что у сплавов Yb-Pb-Te более сильная
зависимость эффективной массы от температуры в сравнении с исходными веществами.
Исследование теплопроводности подтверждает, что с увеличением температуры тепловое сопротивление должно
увеличиваться, так как происходит уменьшение подвижности носителей заряда с увеличением температуры. Система
Yb-Pb-Te увеличивает тепловое сопротивление образцов с увеличением процентного содержания иттербия.
Уменьшение подвижности и теплопроводности связано, по-видимому, с тем, что в сплавах системы Yb-Pb-Te при
переходе от соединений PbTe к твердым растворам уменьшается направленность связи в кристаллах.
Коэффициент теплового сопротивления исследовалась в широком температурном интервале 85-685К.
Температурные зависимости коэффициента теплопроводности сплавов систем Yb-Pb-Te и исходного вещества
PbTe параллельны. Установлено, что присутствие иттербия в исходном веществе PbTe увеличивает тепловое
сопротивление решетки, причем дополнительное тепловое сопротивление не зависит от температуры. С ростом
процентного содержания иттербия в сплавах систем Yb-Pb-Te тепловое сопротивление увеличивается.
В исследуемых сплавах Yb-Pb-Te, так же как и в исходном веществе PbTe, наблюдается до температуры
порядка 400К линейно зависимость теплового сопротивления от температуры. Выше этой температуры имеет место
отклонение от этой зависимости.
Были рассчитаны коэффициенты термоэлектрической эффективности халькогенидов свинца PbTe и сплавов
систем Yb-Pb-Te в широком температурном интервале 100-500К. При 300К величина эффективности сплавов
систем Yb-Pb-Te достигает порядка 1,8·10
-3
К
-1
.
Максимум эффективности с увеличением процентного содержания иттербия , то есть с увеличением
концентрации носителей заряда, незначительно сдвигается в область высоких температур и увеличивается по
абсолютной величине. При температурах порядка 500К коэффициент термоэлектрической эффективности для Yb-
Pb-Te значительно меньше, чем для PbTe. Температурные зависимости коэффициента термоэлектрической
эффективности были получены на основании экспериментальных значений термо-э.д.с., электропроводности и
теплового сопротивления от температуры.
Из анализа температурных зависимостей коэффициента Холла, электропроводности, термо-э.д.с. и теплового
сопротивления можно отметить определенную корреляцию между этими зависимостями.
Полученные сплавы системы Yb-Pb-Te перспективны для создания и практического применения как
термоэлектрических генераторов, работающих при достаточно низких температурах от азотной до около
комнатной температуры.