Главная  Пленочные термоэлементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [ 55 ] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

сителей, наступает в РЬТе при больших относительных сжатиях. Удовлетворительное согласие экспериментальных и расчетных зависимостей получено при следующих значениях деформационных констант: Dlc3 эВ, Z) 5 эВ, дёд/дР =8.10 эВ/бар при Г = 78 К.

Влияние ОДНООСНОЙ деформации на положение уровня индия в пленках твердых растворов Pbi-c-SncInyTe исследовалось в [249, 250]. Показано, что с ростом давления уровень индия линейно повышается относительно дна зоны проводимости со скоростью примерно такой же, что и в объемных кристаллах: (d&iJdP iiO эВ/бар).

Теплопроводность пленок РЬТе. Как отмечалось выше, структура пленок РЬТе существенным образом влияет на явления переноса. Так, в блочных и поликристаллических пленках РЬТе наблюдается рост коэффициента термо-ЭДС по сравнению с объемными кристаллами за счет рассеяния электронов на межблочных и межзеренных границах (см. рис. 3.2). В [143] изучалась удельная теплопроводность х таких пленок с целью определения влияния границ зерен на перенос тепла. Параметры исследованных пленок представлены в табл. 16.

Таблица 16.

Параметры пленок РЬТе при 300 К

№ п/п

Материал подложки

w,.cmV(B.c)

a, mkB/K

Слюда

-107

Слюда

0,3-0,4

-101

Полиимид

0,4-0,5

Полиимид

0,1-0,2

-294

Обозначение: dg - средний размер кристаллического зерна.

Измерения х пленок толщиной 0,5-4 мкм проводились по методике [59], подробно описанной в разд. 1.6. Заметного влияния толщины на теплопроводность не наблюдалось. На рис. 3.27 показаны температурные зависимости х указанных в табл. 16 пленок РЬТе толщиной 1,3 мкм в интервале 30-300 К. Электронный вклад в теплопроводность оценивался по закону Видемана- Франца с использованием числа Лоренца для параболической зоны и упругого механизма рассеяния, что не совсем корректно [98]. При таком способе оценки температурная зависимость теплопроводности кристаллической решетки Хр оказалась близкой к что типично для объемных монокристаллов [98]. Несколько меньшие значения Хр в пленках РЬТе по сравнению с объемными кристаллами авторы [143] связывают с рассеянием фононов на



несовершенствах структуры (вакансии, междоузельные атомы ш т. д.). Роль рассеяния фононов на границах блоков (зерен) и поверхности оказывается незначительной, что следует из факта практического отсутствия зависимости Хр от толщины пленки и размеров зерен при величине последних 0,2-1 мкм. Это свидетельствует о малой средней длине свободного пробега фононов ири Г > 30 К.

В [142] сделана попытка оценить электронную теплопроводность путем исследования пленок с различными концентрациями носителей заряда. Изменение Пх от S-IO® до 2,4-10 см" в плен-icax РЬТе достигалось варьированием содержания легирующей добавки РЫ2 в шихте.

Для определения Хр использовалось соотношение

Хр = XpS + AW,

где Хро - теплопроводность кристаллической решетки образцов стехиометрического состава, АТ - добавочное сопротивление! 1Как показано в [98], AW пропорционально концентрации внесенной примеси (АТ = const•). С использованием данных для объемных кристаллов [98] и вычисленных для пленок значений AW оценивалась величина Хр. Из значения Хэ = х - Хр определялось число Лоренца- X = Хд/аГ. Величина X/{kJe) х » 2,3 ~ 2,5 в пленках РЬТе оказалась ниже, чем в объемных кристаллах с той же концентрацией носителей заряда [98], что удовлетворительно объясняется дополнительным рассеянием носителей заряда на границах зерен.

3.3. Электрофизические свойства пленок на основе теллурида висмута

Температурные зависимости кинетических коэффициентов в пленках BigTeg. Пленки BigTog,полученные методом, дискретного испарения на слюде, исследовались в [251, 252]. Типы проводимости и концентрации носителей заряда варьировались изменением длительности отжига в инертной среде (см. разд. 2.8). ]Иаксимальные концентрации, достигнутые для электронов, -п 8-101» см~з l/g/?4,2K), для дырок - р ~ 1 -Ю» см~

Достоинство такого метода - возможности» исследовать широкий набор концентраций практически на одном образце. Как показали рентгеноструктурные исследования, при таком отжиге (Готж ~ 300° С) не происходит существенных изменений в структуре пленки. Для указанных концентраций измерялись коэффициент Холла, удельная электропроводность в интервале 4,2-400 К, коэффициенты термо-ЭДС и поперечного ЭНЭ от 100 до 400 К. Остановимся более подробно на температурных зависимостях указанных коэффициентов (рис. 3.28,а-г).

Наиболее интересная зависимость наблюдается для R (Г) в пленках п - BigTog: с ростом температуры R уменьшается, начиная с 4,2 К (см. рис. 3.28,д). При этом поведение остальных




/{/ 20 O fl/ WO 2ffO Ol7

27 -

J n

1 1 1 1 1 i


Jff27

Ш О

200 JOO

r, К

Рис. 3.28. Температурные зависимости коэффициентов Холла (а), удельнош электропроводности (б), коэффициентов поперечного ЭНЭ (в), термо-ЭДС (г) в пленках BiaTpg для гг = 8.1019 3.1019 (2), 1,9.1019 (5) 7.1018 (4) 5.018 (5), 4-1018 см-з {6) п Рх = 2-1018 (7), 6-101» см (5)

коэффициентов не указывает на изменение концентрации носителей. Отметим, что для объемных кристаллов п - BigTog о п 10° см~ коэффициент R практически постоянен в интервале: 4,2-300 К [110]. Уменьшение концентрации в пленках -типа приводит к более резкой зависимости R (Г). Так, при ~ 6-101 см~ I R I уменьшается более чем в три раза в интервале 4,2-300 К.

Для пленок р-типа с увеличением температуры незначительно растет R\ подобная зависимость наблюдается и на объемных: монокристаллах [110].

Для всех исследованных пленок В12Тез как так и р-типов наблюдается рост а с уменьшением температуры, затем зaмeтнoe



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [ 55 ] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

0.0009