Sr 和 Na 共掺杂 PbTe 中能带汇聚的实验验证
材料科学
2023-09-29 v2
摘要
我们进行了扫描隧道显微镜和输运测量，以研究重 Sr 和 Na 共掺杂 PbTe 中的电子结构及其温度依赖性，该材料被公认为最有前途的热电材料之一。我们的主要发现如下：（i）在 T=4.5 K 以下，所有载流子分布在 L 点（L 带）的第一价带中，其形成具有凹曲率的管状费米面。随着 Sr 和 Na 掺杂，L 带的色散发生改变，带隙从 200 meV 增大到 300 meV。（ii）在 T=4.5 K 时，Sr/Na 共掺杂 PbTe 的费米能级位于 L 带边以下约 100 meV 处。Sigma 点（Sigma 带）的第二价带比 L 带低 150 meV，远小于原始 PbTe 的（200 meV）。带偏移的减小导致能带汇聚，为热电材料提供了理想条件。（iii）随着温度升高，载流子向 Sigma 带的分布在 T=100 K 时开始，我们估计在 T=300 K 时约 50% 的总载流子被重新分配到 Sigma 带。我们的工作表明，扫描隧道显微镜和角依赖磁阻测量是确定电子结构和载流子分布的特别有力的工具。我们相信它们将为迈向实现高效热电材料的掺杂策略提供鸟瞰视角。
引用
@article{arxiv.2304.02844,
title = {Experimental verification of band convergence in Sr and Na codoped PbTe},
author = {Yuya Hattori and Shunsuke Yoshizawa and Keisuke Sagisaka and Yuki Tokumoto and Keiichi Edagawa and Takako Konoike and Shinya Uji and Taichi Terashima},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02844},
year = {2023}
}
备注
36+12 pages, 4+9 figures, including Supplementary Materials