Comparison of thermoelectric properties of polycrystalline and sintered PbTe doped with chromium and iodine

• Autorzy: Królicka A. , Hruban A. , Materna A. , Piersa M. , Strzelecka S. , Dalecki W. , Romaniec M. , Orliński K.

Warianty tytułu

PL

Porównanie właściwości termoelektrycznych polikrystalicznego i spiekanego PbTe domieszkowanego chromem i jodem

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

In this paper we compare the electrical and thermoelectric properties of polycrystalline PbTe doped with chromium and iodine, obtained by the Bridgman method and the sintered material obtained following the powder processing procedure. The highest values of the Seebeck coefficient for the polycrystalline and sintered material are as follows: - 160 μV/K (T = 675 K) and - 311 μV/K (T = 573 K), respectively, thus indicating a significant improvement in the thermoelectric properties of the sintered material. The studies of the influence of the powder particle size on the properties of the sintered material were carried out.

PL

W artykule przedstawiono porównanie własności elektrycznych i termoelektrycznych polikrystalicznego tellurku ołowiu domieszkowanego chromem i jodem, otrzymanego za pomocą metody Bridgmana z własnościami materiału spiekanego otrzymanego z proszków. Najwyższe wartości współczynnika Seebecka polikrystalicznego materiału i materiału po spiekaniu wynoszą odpowiednio: - 160 μV/K (T = 675 K) oraz - 310 μV/K (T = 573 K) i wskazują na znaczną poprawę parametrów termoelektrycznych materiału otrzymanego w wyniku spiekania. Przeprowadzono badania wpływu wielkości ziaren proszku na własności materiału spiekanego.

Słowa kluczowe

EN

thermoelectricity; PbTe; ball milling; pressing; sintering

PL

termoelektryczność; PbTe; mielenie kulowe; prasowanie; spiekanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 42, nr 1
• Strony: 5--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Królicka A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Hruban A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Materna A.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Piersa M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Strzelecka S.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Dalecki W.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Romaniec M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

autor

Orliński K.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych ul. Wólczyńska 133, 01 - 919 Warszawa

Bibliografia

• [1] Dughaish Z.: Lead telluride as a thermoelectric material for thermoelectric power generation, Physica B, 2002, 322, 205 - 223
• [2] Vaqueiro P., Powell A. V.: Recent developments in nanostructured materials for high-performance thermoelectrics, Journal of Materials Chemistry, 2010, 20, 9577 - 9584
• [3] Wu H., Foo W., Chen S., Snyder G. J.: Ternary eutectic growth of nanostructured thermoelectric Ag-Pb-Te materials, Applied Physics Letters, 2012, 101, 023107
• [4] Heremans J.P., Wiendlocha P., Chamoire A.M.: Resonant levels in bulk thermoelectric semiconductors, Energy & Environmental Science, 2012, 5, 5510 - 5530
• [5] Paul B., Rawat P. K., Banerji P.: Dramatic enhancement of thermoelectric power factor in PbTe:Cr co-doped with iodine, Applied Physics Letters, 2011, 98, 262101
• [6] Akimov B. A., Kashirskaya L. M., Verteletskii P. V., Zlomanov V. P., Ryabova L. I., Tananaeva O. I., Shirokova N. A.: Temperature and pressure dependences of galvanomagnetic properties of PbTe(Cr) solid solutions, Soviet Physics: Semiconductors, 1990, 24, 848
• [7] Akimov B. A., Lvova N. A., Ryabova L. I.: Quantum oscillatory properties of the semimagnetic semiconductor PbTe(Cr), Physical Review B, 1998, 58, 10430
• [8] Baleva M.I., Borisova M.D.: Optical absorption in PbTe doped with Cr, Journal of Physics C: Solid State Physics, 1983, 16, 907
• [9] Vulchev V. D., Borisova L. D.: Impurity states of chromium in lead telluride, Physica Status Solidi A, 1987, 99, 53 - 56
• [10] Vulchev V. D., Borisova L. D., Dimitrova S. K.: Preparation and properties of the Pb1−xCrxTe system, Physica Status Solidi A, 1986, 97, 79 - 82
• [11] Story T., Wilamowski Z., Grodzicka E., Witkowska B., Dobrowolski W.: Electron paramagnetic resonance of Cr in PbTe, Acta Physica Polonica A, 1993, 84, 773 - 775
• [12] Grodzicka E., Dobrowolski W., Kossut J., Story T., Witkowska B.: Peculiarities of transport properties in semiconductors with resonant impurities: HgSe:Fe versus PbTe:Cr, Journal of Crystal Growth, 1994, 138, 1034 - 1039
• [13] Nielsen M. D., Levin E. M., Jaworski C. M., Schmidt- -Rohr K., Heremans J. P.: Chromium as a resonant donor impurity in PbTe, Physical Review B, 2012, 85, 045210
• [14] Martin J., Nolas G. S.: PbTe nanocomposites synthesized from PbTe nanocrystals, Applied Physics Letters, 2007, 90, 222112
• [15] Kuo C. H., Jeng M. S., Ku J. R., Wu S. K., Chou Y. W., Hwang C. S.: P-type PbTe thermoelectric bulk materials with nanograins fabricated by attrition milling and Spark Plasma Sintering, Journal of Elec-tronic Materials, 2009, 38, 1956 - 1961
• [16] Heremans J. P., Thrush C. M., Morelli D. T.: Thermopower enhancement in lead telluride nanostructures, Physical Review B, 2004, 70, 115334
• [17] Rogers L. M., Crocker A. J.: Transport and optical properties of the MgxPbl-x,Te alloy system, Journal of Physics D: Applied Physics, 1971, 4, 1016 - 1024
• [18] Crocker A. J. , Sealy B. J.: Some physical properties of the PbTe - MgTe alloy system, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 1972, 33, 2183 - 2190
• [19] Rogers L. , Crocker A.: Transport and optical properties of the CdxPb1-xSe and MgxPb1-xSe alloy systems, Journal of Physics D: Applied Physics, 1972, 5, 1671 - 1679
• [20] Papageorgiou Ch., Giapintzakis J., Kyratsi Th.: Low- -temperature synthesis and thermoelectric properties of n-type PbTe, ournal of Electronic Materials, 2013, 42, 1911 - 1917
• [21] Biswas K., He J., Blum I. D., Wu C.I., Hogan T. P., Seidman D. N., Dravid V. P., Kanatzidis M. G., High- -performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical architectures, Nature, 2012, 489, 414 - 418