含铅GaSb基半导体的热电输运特性

摘要

GaSb是III-V族系列直接带隙半导体材料,其内部的缺陷性质对调控材料的热电性能具有重要作用。研究发现,在GaSb中掺杂Pb后材料内部产生了大量的反结构受主缺陷Pb-Sb及施主缺陷Pb＋Ga,但本征缺陷V3-Ga和Sb2＋Ga浓度减少。这些缺陷浓度的变化直接调控了材料的热电输运性能。例如,掺杂0.25%Pb后,室温载流子浓度由未掺杂时的~5.04×1023m-3突增到9.50×1025m-3;在867K时,电导率由0.56×104Ω-1·m-1增加到4.82×104Ω-1·m-1;晶格热导率由4.63W·K-1·m-1下降到3.41W·K-1·m-1。最大热电优值（ZT）为0.21,约是未掺杂GaSb最大ZT值的10倍。