Теллурид свинца
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена Теллурид свинца(II) Бассейн | |
| Идентификаторы | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.013.862 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| PbTe | |
| Молярная масса | 334.80 g/mol |
| Появление | серые кубические кристаллы. |
| Плотность | 8,164 г/см 3 |
| Температура плавления | 924 ° C (1695 ° F; 1197 К) |
| нерастворимый | |
| Запрещенная зона | 0,25 эВ (0 К) 0,32 эВ (300 К) |
| Подвижность электронов | 1600 см 2 V −1 с −1 (0 К) 6000 см 2 V −1 с −1 (300 К) |
| Структура | |
| Галит (кубический), cF8 | |
| Фм 3 м, нет. 225 | |
а = 6,46 Ангстрем | |
| Октаэдрический (Pb 2+ ) Октаэдрический ( 2− ) | |
| Термохимия | |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 50,5 Дж·моль −1 ·К −1 |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | -70,7 кДж·моль −1 |
Стандартная энтальпия горение (Δ c H ⦵ 298 ) | 110,0 Дж·моль −1 ·К −1 |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
   | |
| Опасность | |
| Х302 , Х332 , Х351 , Х360 , Х373 , Х410 | |
| P201 , P202 , P260 , P261 , P264 , P270 , P271 , P273 , P281 , P301+P312 , P304+P312 , P304+P340 , P308+P313 , P312 , P314 , P330 , P391 , 405 , П501 | |
| точка возгорания | Невоспламеняющийся |
| Паспорт безопасности (SDS) | Внешний паспорт безопасности материалов |
| Родственные соединения | |
Другие анионы | Оксид свинца(II) Сульфид свинца(II) Селенид свинца |
Другие катионы | Монотеллурид углерода Монотеллурид кремния Теллурид германия Теллурид олова |
Родственные соединения | Теллурид таллия Теллурид висмута |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Теллурид свинца представляет собой соединение свинца и теллура (PbTe). Он кристаллизуется в кристаллической структуре NaCl, где атомы Pb занимают катион, а Te образует анионную решетку. Это узкозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,32 эВ. [4] Встречается в природе в виде минерала алтаита .
Характеристики
[ редактировать ]- Диэлектрическая проницаемость ~1000.
- электрона Эффективная масса ~ 0,01 м е
- Подвижность дырок, мкм р = 600 см 2 V −1 с −1 (0К); 4000 см 2 V −1 с −1 (300 К)
Приложения
[ редактировать ]PbTe оказался очень важным промежуточным термоэлектрическим материалом . Характеристики термоэлектрических материалов можно оценить по показателю качества: , в котором – коэффициент Зеебека , это электропроводность и это теплопроводность . Чтобы улучшить термоэлектрические характеристики материалов, коэффициент мощности ( ) необходимо максимизировать, а теплопроводность — минимизировать. [5]
Систему PbTe можно оптимизировать для приложений по производству электроэнергии за счет улучшения коэффициента мощности за счет разработки полос. Его можно легировать соответствующими примесями как n-типа, так и p-типа. Галогены часто используются в качестве легирующих добавок n-типа. PbCl 2 , PbBr 2 и PbI 2 обычно используются для создания донорских центров. Другие легирующие агенты n-типа, такие как Bi 2 Te 3 , TaTe 2 , MnTe 2 , заменяют Pb и создают незаряженные свободные позиции Pb. Эти вакантные места впоследствии заполняются атомами избытка свинца, и валентные электроны этих вакантных атомов диффундируют через кристалл. Обычными легирующими агентами p-типа являются Na 2 Te, K 2 Te и Ag 2 Te. Они заменяют Te и создают свободные незаряженные позиции Te. Эти места заполнены атомами Те, которые ионизируются, создавая дополнительные положительные дырки. [6] Сообщается, что при разработке запрещенной зоны максимальное значение zT PbTe составляет 0,8–1,0 при ~ 650 К.
Сотрудничество в Северо-Западном университете повысило zT PbTe за счет значительного снижения его теплопроводности с использованием «полномасштабной иерархической архитектуры». [7] При таком подходе точечные дефекты, наноразмерные выделения и мезомасштабные границы зерен вводятся как эффективные центры рассеяния для фононов с различной длиной свободного пробега, не влияя при этом на транспорт носителей заряда. Применяя этот метод, рекордное значение zT PbTe, достигнутое в системе PbTe-SrTe, легированной Na, составляет примерно 2,2. [8]
Кроме того, PbTe также часто сплавляют с оловом для получения теллурида свинца и олова , который используется в качестве материала инфракрасного детектора .
См. также
[ редактировать ]- Yellow Duckling , который использовал датчик теллурида свинца для создания первой инфракрасной камеры линейного сканирования.
Ссылки
[ редактировать ] | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( май 2009 г. ) |
- ^ Лиде, Дэвид Р. (1998), Справочник по химии и физике (87-е изд.), Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, стр. 4–65, ISBN 978-0-8493-0594-8
- ^ Справочник CRC , стр. 5–24.
- ^ Лоусон, Уильям Д. (1951). «Способ выращивания монокристаллов теллурида и селенида свинца». Дж. Прил. Физ. 22 (12): 1444–1447. дои : 10.1063/1.1699890 .
- ^ Канацидис, Меркури Г. (07 октября 2009 г.). «Наноструктурированные термоэлектрики: новая парадигма? †». Химия материалов . 22 (3): 648–659. дои : 10.1021/cm902195j .
- ^ Он, Цзяцин; Канацидис, Меркури Г.; Дравид, Винаяк П. (1 мая 2013 г.). «Высокоэффективные объемные термоэлектрики с помощью паноскопического подхода» . Материалы сегодня . 16 (5): 166–176. дои : 10.1016/j.mattod.2013.05.004 .
- ^ Дугаиш, Ж.Х. (1 сентября 2002 г.). «Теллурид свинца как термоэлектрический материал для термоэлектрической генерации». Физика Б: Конденсированное вещество . 322 (1–2): 205–223. Бибкод : 2002PhyB..322..205D . дои : 10.1016/S0921-4526(02)01187-0 .
- ^ Бисвас, Канишка; Он, Цзяцин; Чжан, Цичунь; Ван, Гоюй; Ухер, Цтирад; Дравид, Винаяк П.; Канацидис, Меркури Г. (1 февраля 2011 г.). «Напряженные эндотаксиальные наноструктуры с высокой термоэлектрической эффективностью». Природная химия . 3 (2): 160–166. Бибкод : 2011НатЧ...3..160Б . дои : 10.1038/nchem.955 . ISSN 1755-4330 . ПМИД 21258390 .
- ^ Бисвас, Канишка; Он, Цзяцин; Блюм, Иван Д.; У, Чун-И.; Хоган, Тимоти П.; Зейдман, Дэвид Н.; Дравид, Винаяк П.; Канацидис, Меркури Г. (20 сентября 2012 г.). «Высокопроизводительные объемные термоэлектрики с полномасштабной иерархической архитектурой». Природа . 489 (7416): 414–418. Бибкод : 2012Natur.489..414B . дои : 10.1038/nature11439 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 22996556 . S2CID 4394616 .