Termoelektrinen

Germaniumilla ja piillä seostetut lyijytelluridit – lämmönjohtavuus

Lyijytelluridimateriaaleissa PbTe-Ge ja PbTe-Ge1-xSix lämmönjohtavuutta voidaan helposti säätää seostamalla Ge:tä Si:llä ja vähentämällä Ge:n pitoisuutta [2].

Alla esitetyt tulokset on saatu lämpötila-alueella 25 °C – 320 °C. Kuvio A osoittaa, että Ge:llä on merkittävä vaikutus PbTe:n hilan johtavuuteen. Ge-pitoisuuden laskiessa hilan johtavuus pienenee koko lämpötila-alueella. Lisäksi seostettaessa Ge:tä Si:llä PbTe-Ge (20 %) -koostumuksessa voidaan havaita hilan johtavuuden edelleen pienenevän (kuvio B). Samanlaista käyttäytymistä voidaan havaita, kun Ge:n ja Si:n seossuhde pidetään vakiona ja Ge0,8Si0,2-pitoisuutta vähennetään (kuvio C). Kuvio D osoittaa, että 5 %:n Ge-/Ge-Si-suhteella saavutetaan optimaalinen hilan LämmönjohtavuusLämmönjohtavuus (λ, yksikkö W/(m-K)) kuvaa lämmön muodossa olevan energian kulkeutumista massakappaleen läpi lämpötilagradientin vaikutuksesta (ks. kuva 1). Termodynamiikan toisen lain mukaan lämpö virtaa aina alemman lämpötilan suuntaan.lämmönjohtavuus.

[2] Sootsman, Joseph R.; He, Jiaqing; Dravid, Vinayak P., Li, Chang-Peng; Uher, Ctirad; Kanatzidis, Mercouri G. Korkea termoelektrinen suorituskykyindeksi ja parannetut
mekaaniset ominaisuudet sulanjäähdytetyissä PbTe–Ge- ja PbTe–Ge1-xSix-eutektisissa ja hyper-eutektisissa komposiiteissa J. Appl. Phys. (2009), 105, 083718. (mittaus LFA 457 MicroFlash^®®:llä )