Thermoelectric Properties of InSb Whiskers

Abstract

У статті розглядаються термоелектричні параметри ниткоподібних кристалів InSb з концентрацією олова близько 4,4·1018 см – 3 в інтервалі температур 4,2-300 К. Температурні залежності опору кристалів та коефіцієнта Зеебека вимірювали експериментально. Встановлено, що ниткоподібні кристали InSb мають досить високі значення коефіцієнта Зеебека, що перевищують значення масивних зразків у 2-3 рази. При використанні спеціально розробленого методу передачі тепла у зростках ниткоподібних кристалів проведено моделювання їх теплопровідності. Отримане плече на температурній залежності теплопровідності ниткоподібних кристалів та нанодротів InSb в області близько 100 К, що пов'язане з явищем фононного захоплення носіїв заряду, свідчить про надійність отриманих даних. У результаті була розрахована температурна залежність параметра ZT ниткоподібних кристалів InSb в інтервалі температур 4,2-300 K. Отримане значення параметра ZT 0,15 при кімнатній температурі вказує на можливість використання ниткоподібних кристалів для створення термоперетворювачів.

The article deals with studies of thermoelectric parameters of InSb whiskers with tin concentration of about 4.4·1018 cm – 3 in the temperature range 4.2-300 K. The resistance and Seebeck coefficient were measured experimentally. The InSb whiskers have shown rather high values of Seebeck coefficient exceeding the values of bulk materials by 2-3 times. Using a special method of heat transfer in the whisker joints, the thermal conductivity of the whisker was simulated. The obtained threshold on the temperature dependence of thermal conductivity for InSb whiskers and nanowires in the range of about 100 K connecting with phonon capture of charge carriers indicates high reliability of the data obtained. As a result, ZT parameter of InSb whiskers versus temperature in the temperature range 4.2-300 K was calculated. The obtained value of ZT parameter 0.15 at room temperature indicates a possibility of the whisker use for thermal converters design.