Расчёт термоэлектрических характеристик теллурида свинца при высоком уровне акцепторного легирования

Теоретически исследованы термоэлектрические свойства p-PbTe при уровне акцепторного легирования 5х10$^{19}$ – 4x10$^{20}$ см$^{−3}$ в диапазоне температуры от 300 до 900 К. В расчётах использована трёхзонная модель электронного энергетического спектра PbTe, которая включает не только зоны лёгких электронов и дырок в L-точках зоны Бриллюэна, но и зону тяжёлых дырок с экстремумами в 6-точках. Тяжёлая 6-зона играет важную роль в увеличении термоэлектрической эффективности данного материала при высоких концентрациях акцепторов. Рассчитанные значения термоэлектрических характеристик оказались весьма чувствительны к уровню легирования. Вычисления показали возрастание термоэлектрической эффективности с ростом уровня легирования до значения ZT≈ 1, 3 при 900 К. Максимум ZT наблюдается вблизи той температуры, при которой вершины зон тяжёлых и лёгких дырок совпадают по энергии и образуется резкая особенность плотности состояний в валентной зоне, а энергия Ферми располагается недалеко от этой особенности.