Спосіб отримання твердих розчинів на основі snte

1 Спосіб отримання твердих розчинів на основі SnTe, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у піч, методом ступінчатого нагріву синтезують, витримують при максимальній температурі, після чого охолоджують до кімнатної, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують окремі елементи напівпровідникової чистоти, співвідношення яких відповідає твердому розчину (SnTe)i x(Cu2Te)x, нагрів ампули проводять до температури Т=900° С, витримують протягом 2 год , з наступним охолодженням до кімнатної температури при швидкості 60 град/год, отримані зразки відпалюють при 350-400° С протягом 300 год 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують твердий розчин при х=0,03 Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V I PbTe, SnTe, PbSe, тверді розчини PbTe-SnTe, PbTe-PbSe, що використовуються як термоелектричні матеріали, отримують у вигляді моно- чи полікристалів з розплаву або з газової фази (Анатычук ЛИ 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 Найбільш близьким, до запропонованого винаходу є спосіб отримання твердих розчинів на основі SnTe, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у піч, методом ступінчастого нагріву синтезують, витримують при максимальній температурі, після чого охолоджують до кімнатної (Глебовский В Г , Бурцев В Т Плавка металлов и сплавов в свешенном состоянии - М Металлургия, 1974 -176 с ) В основу винаходу поставлене завдання створити спосіб отримання твердих розчинів на основі SnTe, в якому зміна параметрів технологічного режиму та вибір матеріалу як вихідної речовини дозволили б отримати матеріал з наперед заданими термоелектричними параметрами Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання твердих розчинів на основі SnTe, який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у піч, методом ступінчастого нагріву синтезують, витримують при максимальній з температурі, після чого охолоджують до кімнатної, згідно з винаходом, як вихідну речовину використовували окремі елементи напівпровідникової чистоти, співвідношення яких відповідає твердому розчину (SnTe)ix (Си2Те)х нагрів ампули проводять до температури Т = 900°С, витримують при цій температурі протягом 2 год , з наступним охолодженням до кімнатної температури при швидкості 60 град/год Експериментальне встановлено, що всі термоелектричні параметри залежать від вмісту телуриду МІДІ в твердому розчині Його збільшення супроводжується ростом термо-е р с , зменшенням електропровідності, теплопровідності і концентрації носіїв заряду до х - 0,03 Це пов'язано із складним процесом, який полягає у заповненні вакансій олова і в утворенні нових дефектів, які зв'язані з різними структурними порушеннями На ДІЛЯНЦІ ДО 4 мол % залежність термоелектричних від параметрів складу 00 (О 46282 відповідає положення рівня Фермі в першій ПІДЗОНІ, коли в явищах переносу приймають участь легкі дірки При х > 4 мол % рівень Фермі відповідає такому положенню, коли поряд з легкими дірками починають про себе заявляти важкі дірки із другої підзони з великою ефективною масою Наведені вище режими є оптимальними, які забезпечують найкращі термоелектричні властивості твердого розчину SnTe-Cii2Te На фіг зображено залежність безрозмірної термоелектричної добротності ZT твердого розчину Snte-Ci2Te від складу Спосіб отримання твердих розчинів на основі SnTe здійснювався таким чином Як вихідну речовину використовували окремі елементи напівпровідникової чистоти, співвідношення яких відповідає твердому розчину (SnTe)ix (Cu2Te)x № п/п х, 1 2 3 0,01 0,03 0,04 Вихідну речовину розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі яку поміщають в піч, методом ступінчастого нагріву синтезують, нагрівають до максимальної температури Т = 900°С, витримують протягом 2 год і після чого охолоджують до кімнатної температури з швидкістю 60 град/год Приклад конкретного виконання Як вихідну речовину використовують окремі елементи напівпровідникової чистоти Синтез 1 проводили в кварцових ампулах при тиску 10 3 10 Па методом ступінчастого нагріву Синтезовані зразки витримували при максимальній температурі Т = 900°С протягом 2 год , з наступним охолодженням до кімнатної температури при швидкості 60град/год Всі сплави відпалювали при 350 - 400°С протягом 300 год Основні їх параметри наведені в таблиці Параметри твердого розчину (SnTe)i x(Cu2Te)x (при 300 К) а, а, а'а,10° мкВ/К Ом1см 1 Вт с м 1 к:1 Втсм Y 2 40 7000 44 11 2 57 4900 35 16 25 48 5500 34 12 65 Як бачимо з таблиці, склад х = 0,03 твердого розчину (SnTe)i х(Си2Їе)х, позиція 2, забезпечує найбільше значення безрозмірної Таблиця Z, 1 0 ' К1 0 25 0 46 0 37 ZT 0 075 0 138 0111 термоелектричної добротності ZT Одержані матеріали можуть використовуватись для потреб термоелектрики і приладобудування 0,08 0,02 0,1 X, МОЛ. ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71