Tel·lurur de plom

Tel·lurur de plom

Substància química	tipus d'entitat química
Massa molecular	337,883 Da
Estructura química
Fórmula química	PbTe
SMILES canònic	Model 2D [Te]=[Pb]
Identificador InChI	Model 3D
Propietat
Densitat	8,164 g·cm −3 (25 °C) [2]
Punt de fusió	905 °C [2]
Cristal·lografia
Sistema cristal·lí	sistema cristal·lí cúbic

El tel·lurur de plom és un compost de plom i tel·lúr (amb fórmula química PbTe). Cristal·litza a l'estructura cristal·lina de NaCl amb àtoms de Pb ocupant el catió i Te formant la xarxa aniònica. És un semiconductor de buit estret amb un interval de banda de 0,32 eV.^[1] Es presenta de forma natural com el mineral altaite.

• Constant dielèctrica ~1000.
• Electró Massa efectiva ~ 0,01 m _e
• Mobilitat del forat, μ _p = 600 cm ² V ^{− 1} s ^{− 1} (0 K); 4000 cm ² V ^{− 1} s ^{− 1} (300 K)

El PbTe ha demostrat ser un material termoelèctric intermedi molt important. El rendiment dels materials termoelèctrics es pot avaluar per la figura de mèrit, ${\displaystyle ZT=S^{2}\sigma T/\kappa }$, en quin ${\displaystyle S}$ és el coeficient de Seebeck, ${\displaystyle \sigma }$ és la conductivitat elèctrica i ${\displaystyle \kappa }$ és la conductivitat tèrmica. Per tal de millorar el rendiment termoelèctric dels materials, el factor de potència (${\displaystyle S^{2}\sigma }$) s'ha de maximitzar i la conductivitat tèrmica s'ha de minimitzar.^[2]

El sistema PbTe es pot optimitzar per a aplicacions de generació d'energia millorant el factor de potència mitjançant l'enginyeria de banda. Es pot dopar de tipus n o de tipus p amb dopants adequats. Els halògens s'utilitzen sovint com a agents dopants de tipus n. PbCl₂, PbBr₂ i PbI₂ s'utilitzen habitualment per produir centres donants. Altres agents dopants de tipus n, com ara Bi₂Te₃, TaTe₂, MnTe₂, substituiran el Pb i crearan llocs de Pb vacants sense càrrega. Aquests llocs buits s'omplen posteriorment per àtoms de l'excés de plom i els electrons de valència d'aquests àtoms buits es difondran a través del cristall. Els agents dopants comuns de tipus p són Na₂Te, K₂Te i Ag₂Te. Substitueixen Te i creen llocs de Te sense càrrega. Aquests llocs estan plens d'àtoms de Te que s'ionitzen per crear forats positius addicionals.^[3] Amb l'enginyeria de banda, s'ha informat que el zT màxim de PbTe és de 0,8-1,0 a ~ 650K.

Referències

1. Kanatzidis, Mercouri G. Chemistry of Materials, 22, 3, 07-10-2009, pàg. 648–659. DOI: 10.1021/cm902195j.
2. He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G.; Dravid, Vinayak P. Materials Today, 16, 5, 01-05-2013, pàg. 166–176. DOI: 10.1016/j.mattod.2013.05.004 [Consulta: free].
3. Dughaish, Z. H. Physica B: Condensed Matter, 322, 1–2, 01-09-2002, pàg. 205–223. Bibcode: 2002PhyB..322..205D. DOI: 10.1016/S0921-4526(02)01187-0.