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
Номер
№ 3(18) (2011): Поверхня
Розділ
Наноматеріали і нанотехнології
  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.