Tel·lurur de bismut
El tel·lurur de bismut (Bi₂Te₃) és una pols grisa que és un compost de bismut i tel·luri també conegut com a tel·lurur de bismut (III). És un semiconductor que, quan s'alia amb antimoni o seleni, és un material termoelèctric eficient per a la refrigeració o la generació d'energia portàtil. És un aïllant topològic i, per tant, presenta propietats físiques que depenen del gruix.[1]
 | |
| Substància química | tipus d'entitat química  |
|---|---|
| Massa molecular | 807,679443 Da |
| Estructura química | |
| Fórmula química | Bi₂Te₃ |
| SMILES canònic | |
| Identificador InChI | Model 3D |
| Propietat | |
| Densitat | 7,7 g/cm³ (a 20 °C) |
| Punt de fusió | 573 °C |
| Pressió de vapor | 0 mmHg (a 20 °C) |
| Cristal·lografia | |
| Sistema cristal·lí | sistema trigonal |
| Perill | |
| Límit d'exposició mitjana ponderada en el temps | 5 mg/m³ (10 h, Estats Units d'Amèrica) 10 mg/m³ (10 h, cap valor) 15 mg/m³ (8 h, Estats Units d'Amèrica) |
| NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () | |
El tel·lurur de bismut és un semiconductor en capes de buit estret amb una cèl·lula unitat trigonal. L'estructura de la banda de valència i conducció es pot descriure com un model de molts el·lipsoides amb 6 el·lipsoides d'energia constant que es centren en els plans de reflexió.[2] Bi ₂ Te ₃ es divideix fàcilment al llarg de l'eix trigonal a causa de l'enllaç de Van der Waals entre àtoms de tel·luri veïns. Per això, els materials a base de tel·lúrur de bismut utilitzats per a la generació d'energia o aplicacions de refrigeració han de ser policristalins. A més, el coeficient de volum de Seebeck es compensa al voltant de la temperatura ambient, forçant els materials utilitzats en els dispositius de generació d'energia a ser un aliatge de bismut, antimoni, tel·luri i seleni.[3]
Recentment, els investigadors han intentat millorar l'eficiència de Materials basats en mitjançant la creació d'estructures on es redueixen una o més dimensions, com nanofils o pel·lícules primes. En un d'aquests casos, es va demostrar que el tel·lurur de bismut de tipus n tenia un coeficient Seebeck millorat (tensió per unitat de diferència de temperatura) de -287 μV/K a 54 °C, Tanmateix, cal adonar-se que el coeficient de Seebeck i la conductivitat elèctrica tenen una compensació: un coeficient de Seebeck més alt provoca una disminució de la concentració de portadors i una disminució de la conductivitat elèctrica.[4]
En un altre cas, els investigadors informen que el tel·lurur de bismut té una alta conductivitat elèctrica d'1,1 × 105 S·m/m² amb la seva molt baixa conductivitat tèrmica de gelosia d'1,20 W/(m·K), similar al vidre normal.[1][5]
Referències modifica
- ↑ 1,0 1,1 Takeiishi, M. «Thermal conductivity measurements of Bismuth Telluride thin films by using the 3 Omega method». . Arxivat 2007-06-28 a Wayback Machine.
- ↑ Caywood, L. P.; Miller, G. Phys. Rev. B, 2, 8, 1970, pàg. 3209. Bibcode: 1970PhRvB...2.3209C. DOI: 10.1103/PhysRevB.2.3209.
- ↑ Teweldebrhan, D.; Goyal, V.; Balandin, A. A «From Graphene to Bismuth Telluride: Mechanical Exfoliation of Quasi-2D Crystals for Applications in Thermoelectrics and Topological Insulators». Nano Letters, 10, 12, 2010, pàg. 1209–18. Bibcode: 2010NanoL..10.1209T. DOI: 10.1021/nl903590b. PMID: 20205455.
- ↑ Goldsmid, H. J.; Sheard, A. R.; Wright, D. A. Br. J. Appl. Phys., 9, 9, 1958, pàg. 365. Bibcode: 1958BJAP....9..365G. DOI: 10.1088/0508-3443/9/9/306.
- ↑ Childres, Isaac; Tian, Jifa; Miotkowski, Ireneusz; Chen, Yong «AFM and Raman studies of topological insulator materials subject to argon plasma etching». Philosophical Magazine, 93, 6, 2013, pàg. 681–689. arXiv: 1209.2919. Bibcode: 2013PMag...93..681C. DOI: 10.1080/14786435.2012.728009.