Спосіб отримання термоелектричних сплавів pb1-xinxte:i

Спосіб отримання термоелектричних сплавів РЬі кІп*Те:І, який полягає в тому, що вихідну речовину розташовують в кварцевіи вакуумованій ампуш і поміщають в двозонну піч, температура першої зони є вищою температури точки плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижча від температури точки плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, швидкість опускання ампули =0,1-10 см/год, а величина температурного градієнта складає -25 град/см, відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують сплав РЬі „ІПхТе складу х = 0,001-0,002 ат. % із домішкою йоду 0,1-0,3 ат.%. Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці. Халькогенідні напівпровідники групи А ^ в " і тверді розчини на їх основі, що використовуються як термоелектричні матеріали, отримують у вигляді моно' чи полікристалів з розплаву або з газової фази (Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. Справочник. - Киев: Наукова думка - 1979. - 768 с ) . Однак, ці способи їх отримання складні, дорогі, не дозволяють плавно керувати електричними і термоелектричними параметрами, а головне досягати їх високих значень. Найбільш близькими до запропонованого винаходу є спосіб отримання термоелектричних сплавів, який полягає в тому, що вихідну речовину розташовують в кварцевіи вакуумованій ампулі і поміщають в двозонну піч, температура першої зони є вищою температури точки плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижча від температури точки плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують- у першій зон» до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, швидкість опускання ампули =0,1-10 см/год, а величина температурного градієнта складає -25 град/см (Равич ЮН., Ефимова В.А., Смирнова В А Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца РЬТе, PbSe, PbS. - М.: Наука, 1968.-383 с ) . Однак даний спосіб не дозполяє отримувати термоелектричний сплав з високими термоелектричними параметрами в зв'язку з обмеженими можливостями зміни технологічних параметрів В основу винаходу поставлене завдання створити спосіб отримання термоелектричних сплавів РЬі.,ІпДе:1, в якому вибір нового матеріалу як вихідної речовини І введення додаткового компонента, дозволили б отримати матеріал з високими термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання термоелектричних сплавів, який полягає в тому, що вихідну речовину розташовують в квзрцевій вакуумованій ампулі і поміщають в двозонну піч, температура першої зони є вищою температури точки плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижча від температури точки плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, швидкість опускання ампули =-0,1-10 см/год, а величина температурного градієнта складає -25 град/см, зпдно винаходу, як вихідну речовину використовують сплав Pbt-їІПцТе складу х=0,001-0,002 ат. % із домішкою йоду х - 0,1-0,3 ат.%. Експериментально встановлено, що при х = 0,001-0,002 ат % вмісту індію і йоду 0,1-0,3 ат % досягаються високі значення термоелектричної потужності агс, а відповідно І термоелектричної добротності Z І безрозмірного параметра 2Х Подальше збільшення вмісту In і І не бажане тому. 00 о CM ю со < 35208 що сильно спадає термо-е р с а І повільно зростає електропровідність о, що в свою чергу приводить до низьких значень а г о, Z і ZT (табл.) Спосіб отримання термоелектричних сплавів РЬі „ІПиТе.І здійснюють таким чином Як вихідну речовину використовують сплав РЬі »Іп„Те складу х=0,001-0,002 ат.% .з домішкою йоду 0,1-0,3 ат. %. Вихідну речовину розташовують в кварцевій вакуумованій ампулі І поміщають в двозонну піч, температура першої зони є вищою температури плавлення вихідної _ речовини, а температура другої' зони є нижча від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, швидкість опускання ампули =0,1-10 см/год, а величина температурного градієнта складає -25 град/см розташовують в кварцевій вакуумованій ампул) І поміщають в двозонну піч, температура першої зони була на 50°С вище температури плавлення вихідної речовини (-1250 К), а температура другої зони була на50°С нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні до отримання розплаву протягом 12 год, після чого переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, швидкість опускання ампули =0,1-10 см/год, а величина температурного градієнта складає -25 град/см. Після того як ампула перейшла повністю в другу зону, вона охоподжувалась до кімнатної температури протягом 24 год. Отримані монокристали мали розміри * 1 см в діаметрі і 5 см довжини. Термоелектричні параметри зразків наведені в таблиці при температурі 300 К. Приклад конкретного виконання. Як вихідну речовину використовують сплав РЬ, „ІпДе складу х=0,001-0,002 ат % із домішкою йоду 0,1-0,3 ат. %. Вихідну речовину Як бачимо Із таблиці, сплав РЬі-хІпхТе:І володіє високими термоелектричними параметрами. На його основі можуть створюватись різного роду термоелементи і термогенератори. Термоелектричні параметри сплавів на основі телуриду свинцю (РЬТе), легованих ІНДІЄМ (In) та йодом (І) при 300 К In, ат. % 1, ат.% а, 10* В/К о. Ом"' см"1 а'о, 10вВт К2 см 1 Z, 10' К"1 ZT 0,001 -186 830 2,87 1,69 0,51 0,001 0,1 -162 1310 3,44 2,02 0,61 0,001 0,5 -104 1520 1,64 0,96 0,29 0,002 — -173 710 2,12 1.25 0,38 0,002 0,3 -128 2110 3,46 2,04 0,61 . 0,002 0,5 -86 3450 2,55 1,50 0,45 0,003 _ -162 580 1,52 0,69 0,27 0,003 0,4 -113 2040 0,46 0,6 -75 3860 2,60 2,17 1.53 0,003 1,28 0,38 Тираж 50 екз. відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3