Осциляції термоелектричних параметрів у квантових ямах халькогенідів свинцю

  • D. M. Freik Фізико-хімічний інститут Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника
  • I. K. Yurchyshyn Фізико-хімічний інститут Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника
  • V. M. Chobaniuk Фізико-хімічний інститут Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника

Анотація

У роботі на основі теоретичної моделі квантової ями з безмежно високими стінками детально досліджено залежності термоелектричних параметрів від товщини наноструктур халькогенідів свинцю (PbTe, PbSe, PbS). Виявлено, що у таких структурах має місце немонотонний хід коефіцієнту Зеєбека S при зміні ширини ями. На основі періоду осциляцій Δdексп здійснено наближення теоретичних d-залежностей коефіцієнту S з експериментальними, та визначено значення енергії Фермі у відповідних наноструктурах. Показано, що мінімальна ширина квантової ями dмін,, при якій перший енергетичний рівень дорівнює енергії Фермі, співпадає з періодом осциляцій коефіцієнту Зеєбека у такій структурі.

Посилання

Davies J.H. The physics of low-dimensional semiconductors. An introduction. – Cambridge university press, 1998. – 451 p.

Dresselhaus M.S., Ghen G., Rang M.I., Yang R., Lee H., Wang D., Ren Z., Fleurial J-P., Gogna P. New directions for low–dimensional thermoelectric materials // Adv. Mater. – 2007. – N 19. – P. 1043–1053.

Hicks L.D., Harman T.C., Sun X., Dresselhaus M.S. Experimental study of the effect of quantum–well structures on the thermoelectric figure of merit // Phys. Rev. B. – 1996. – V. 53, N 16. – P.10493-1–10493-4.

Casian A., Sur I., Scherrer H., Dashevsky Z. Thermoelectric properties of n-type PbTe/Pb1–xEuxTe quantum wells // Phys. Rev. B. – 2000. – V. 61, N 23 – P. 15965–15974.

Harman T.C., Spears D.L. , Manfra M.J. High thermoelectric figures of merit in PbTe quantum wells // J. Electron. Mater. – 1996. – V. 25. – P. 1121–1127.

Sur I., Casian A., Baladin A. Electronic thermal conductivity and thermoelectric figure of merit of n–type PbTe/PbEuTe quantum wells // Phys. Rev. B. – 2004. – V.69. – Р. 035306.

Rogacheva E.I., Nashchekina O.N., Vekhov Y.O., Dresselhaus M.S., Cronin S.B., Effect of thickness on the thermoelectric properties of PbS thin films // Thin Solid Films. – 2003. – N 423. – P. 115–118.

Rogacheva E.I., Tavrina T.V., Nashchekina O.N., Grigorov S.N., Nasedkin K.A., Quantum size effects in PbSe quantum wells // Appl. Phys. Lett. – 2002. – V. 80, N 15. – P. 2690–2692.

Rogacheva E.I, Nashchekina O.N, Grigorov S.N., Dresselhaus M.S., Cronin S.B., Oscillatory behaviour of the transport properties in PbTe quantum wells // Nanotechnology. – 2003. – V. 14, N 1. – P. 53–59.

Lin Yu–Ming, Dresselhaus M.S. Thermoelectric properties of superlattice nanowires // Phys. Rev. B. – 2003. – V. 68 – P. 075304–075318.

Springholz G., Holy V., Pinczolits M., Bauer P., Bauer G. Self-organized growth of three-dimensional quantum-dot crystals with fcc–like stacking and a tunable lattice constant // Science. – 1998. – N 282. – P. 734–737.

Springholz G., Pinczolits M., Mayer P., Holy V., Bauer G., Kang H., Salamanca–Riba L. Tuning of vertical and lateral correlations in self–organized PbSe/Pb1–xEuxTe quantum dot superlattices // Phys. Rev. Lett. – 2000. – V 84. – P. 4669–4672.

Harman T.C., Walsh M.P., LaForge B.E., Turner G.W. Nanostructured thermoelectric materials // J. Electronic Mater. – 2005. – V. 34, № 5 – L19L22.

Harman T.C., Taylor P.J., Walsh M.P., LaForge B.E. Quantum dot superlattice thermoelectric materials and devices // Science. – 2002. – N 297. – P. 2229.

Baladin A., Wang K.A. Effect of phonon confinement on the thermoelectric figure of merit of quantum wells // J. Appl. Phys. – 1998. – V. 84. – P. 6149.

Singh M.P., Bhandari C.M. Non–monotonic thermoelectric behavior of lead telluride in quantum-well-like structures // Solid State Commun. – 2005. – V. 133. – P. 29–34.

Bhandari C.M. in: D.M. Rowe (ed.) CRC Handbook of Thermoelectrics (chapters 4–6). – CRC Press, 1995 – 701 p.

Drabble J.R., Coldsmid H.J. Thermal conduction in semiconductors (chapter 4). – London: Pergaman Press, 1961. – P. 105.

Ridley B.K. Electrons and phonons in semiconductor multilayers – Cambridge: University Press, 2009. – 294 p.

Rogacheva E.I., Krivulkin I.M., Nashchekina O.N., Sipatov A.Yu, Volobuev V.A., Dresselhaus M.S. Percolation transition of thermoelectric properties in PbTe thin films // Appl. Phys. Lett. – 2001. – V.78, N 21. – P. 3238–3240.

Опубліковано
2011-08-29
Як цитувати
Freik, D. M., Yurchyshyn, I. K., & Chobaniuk, V. M. (2011). Осциляції термоелектричних параметрів у квантових ямах халькогенідів свинцю. Поверхня, (3(18), 275-282. вилучено із https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/456
Розділ
Наноматеріали і нанотехнології