Telururo de plomo
El telururo de plomo es un compuesto de plomo y telurio (PbTe). Cristaliza en la estructura cristalina de NaCl con átomos de Pb ocupando el catión y Te formando la red aniónica. Es un semiconductor de brecha estrecha con una banda prohibida de 0,32 eV. [4] Ocurre naturalmente como el mineral altaita .
PbTe ha demostrado ser un material termoeléctrico intermedio muy importante . El desempeño de los materiales termoeléctricos se puede evaluar por la figura de mérito, en la cual es el coeficiente de Seebeck , es la conductividad eléctrica y es la conductividad térmica . Para mejorar el rendimiento termoeléctrico de los materiales, es necesario maximizar el factor de potencia ( ) y minimizar la conductividad térmica. [5]
El sistema PbTe se puede optimizar para aplicaciones de generación de energía al mejorar el factor de potencia a través de la ingeniería de bandas. Se puede dopar de tipo n o de tipo p con los dopantes apropiados. Los halógenos se utilizan a menudo como agentes dopantes de tipo n. PbCl 2 , PbBr 2 y PbI 2 se usan comúnmente para producir centros de donantes. Otros agentes dopantes de tipo n, como Bi 2 Te 3 , TaTe 2 , MnTe 2 , sustituirán al Pb y crearán sitios de Pb vacantes sin carga. Estos sitios vacantes se llenan posteriormente con átomos del exceso de plomo y los electrones de valencia de estos átomos vacantes se difundirán a través del cristal. Los agentes dopantes de tipo p comunes son Na 2 Te, K 2Te y Ag 2 Te. Sustituyen a Te y crean sitios Te vacantes sin carga. Estos sitios están llenos de átomos de Te que se ionizan para crear agujeros positivos adicionales. [6] Con la ingeniería de banda prohibida, se ha informado que el zT máximo de PbTe es de 0,8 - 1,0 a ~650K.
Las colaboraciones en la Universidad de Northwestern impulsaron el zT de PbTe al reducir significativamente su conductividad térmica utilizando una "arquitectura jerárquica a toda escala". [7] Con este enfoque, los defectos puntuales, los precipitados a nanoescala y los límites de grano a mesoescala se introducen como centros de dispersión efectivos para fonones con diferentes caminos libres medios, sin afectar el transporte de portadores de carga. Al aplicar este método, el valor récord de zT de PbTe que se ha logrado en el sistema PbTe-SrTe dopado con Na es de aproximadamente 2,2. [8]
Además, el PbTe también suele estar aleado con estaño para fabricar telururo de plomo y estaño , que se utiliza como material detector de infrarrojos .