Влияние зоны тяжелых дырок на термоэлектрическую эффективность сильно легированного теллурида свинца p-типа

摘要

Теоретически исследованы термоэлектрические свойства сильно легированного РЬТе р-типа в интервале температур от 300 до 900 К. Расчеты основаны на трехзонной модели спектра РЬТе,которая учитывает вклады в транспорт электронов и легких дырок в L-экстремумах и тяжелых дырок в Σ-экстремумах. Термоэлектрические величины оказались очень чувствительны к параметрам зоны тяжелых дырок. Наилучшее согласие с экспериментом достигается при m_(hh) = 5m_0 и E_g∑ = 0.5 эВ, когда все вычисленные кинетические коэффициенты и термоэлектрические величины хорошо согласуются с имеющимися экспериментальными данными во всем диапазоне температур 300-900 К. Расчет воспроизводит значительное возрастание ZT до величины около 1.2, обнаруженное недавно в сильно легированных образцах р-РbТе. Оказалось, что наибольшее значение ZT соответствует той температуре, при которой вершины зон легких и тяжелых дырок совпадают по энергии, так что в валентной зоне возникает наиболее резкая особенность плотности состояний.