Electrical and thermal transport properties of TlGaSe2 single crystals الخواص الحرارية الانتقالية والكهربائية للبلورة النقية لثلاثي الشالكوجنيدي ثاليومجاليومثنائي السيلينيوم

Abstract

تعتبر المركبات من النظام الثلاثي A111 B111 CVI 2 من أشباه الموصلات الواعدة في مجال صناعة الدوائر المتكاملة وكمحولات للطاقة، وفي العديد من التطبيقات الضوئية والحرارية والكهربائية كما تعتبر المركبات الثلاثية الشالكوجنيدية المحتوية على الثاليوم ذات أهمية خاصة، ليس فقط نتيجة خواصها الفيزيائية المتميزة، بل أيضا في إمكانية التطبيقات العملية لها تم تحضير المركب الثلاثي الشالكوجنيدي ثاليومجاليومثنائي السيلينيوم في صورة بلورية نقية، عن طريق الاستعانة بتصميم خاص للإنماء البلوري من المصهور اعتمادا على تقنية بريجمان تم قياس الموصلية الكهربائية، ومعامل هول، والقدرة الكهروحرارية في مدى واسع من درجات الحرارة، وتحت تفريغ مناسب، وأظهرت نتائج القياس أن المركب يسلك سلوك أشباه الموصلات، وأن له موصلية من النوع الموجب كما أمكن تعيين اتساع النطاق المحظور، وموضع مستوى الشوائب المكتسبة، وتم أيضا تعيين تركيز حوامل التيار الحرة، والقدرة الكهروحرارية، ودرس تأثرها بدرجة الحرارة كما تم تقدير حركية حوامل التيار الحرة والكتلة الفعالة، ومعامل انتشار حوامل التيار، وطول مسار الانتشار، وزمن الاسترخاء لكل من حوامل التيار الأغلبية والأقلية كما أمكن حساب كفاءة المادة كعنصر كهروحراري وهذه العناصر التي أمكن تقديرها تعطي الضوء على الخواص الفيزيائية لهذا المركب وتحدد المسار التطبيقي المناسب له

The electrical conductivity ( ) and Hall coefficient (RH) of single crystals prepared by a special modified Bridgman technique have been investigated over the temperature range 245495 K Our investigation showed that our samples are ptype conducting The dependence of the Hall mobility on temperature was presented graphically The forbidden energy gap was calculated and found to be 21 eV whereas the ionization energy of the impurity level was 036 eV The values of the electrical conductivity Hall coefficient and carrier concentration at room temperature were 187 × 10–6 –1 cm–1 398 × 109 cm3 C–1 and 157 × 109 cm–3 respectively The Hall mobility at room temperature ( H) was found to be 746 × 103 cm2 V–1s–1 Also the thermoelectric power (TEP) was investigated in the temperature range 271493 K The combination of the electrical and thermal measurements in the present investigation makes it possible to find various physical parameters such as mobilities effective mass relaxation times diffusion coefficients and diffusion lengths both for majority and for minority carriers Also figure of merit was determined These parameters reveal the general behavior of this semiconductor