テルル化鉛

テルル化鉛^[1]^[2]^[3]
名前
	その他の名前テルル化鉛(II); アルタイ石
識別子
CAS番号	1314-91-6 ;
ケムスパイダー	3591410;
ECHA 情報カード	100.013.862
EC番号	215-247-1;
パブケム CID	4389803;
ユニ	翻訳: ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID5061663;
プロパティ
化学式	鉛テルル
モル質量	334.80 グラム/モル
外観	灰色の立方晶。
密度	8.164グラム/ cm3
融点	924 °C (1,695 °F; 1,197 K)
水への溶解度	不溶性の
バンドギャップ	0.25 eV (0 K) ; 0.32 eV (300 K)
電子移動度	1600cm 2 V -1 s -1 (0 K) ; 6000 cm 2 V -1 s -1 (300 K)
構造
結晶構造	岩塩（立方晶系）、cF8
空間群	Fm 3 m、No. 225
格子定数	a = 6.46オングストローム
座標幾何学	八面体 (Pb 2+ ); 八面体 (Te 2− )
熱化学
標準モル; エントロピー ( S ⦵ 298 )	50.5 J·モル−1 ·K −1
; 標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	-70.7 kJ·モル−1
; 標準燃焼エンタルピー（Δ c H ⦵ 298）	110.0 ジュールモル−1 K −1
危険
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H302、H332、H351、H360、H373、H410
注意事項	P201、P202、P260、P261、P264、P270、P271、P273、P281、P301+P312、P304+P312、P304+P340、P308+P313、P312、P314、P330、P391、P405、P501
引火点	不燃性
安全データシート（SDS）	外部MSDS
関連化合物
その他の陰イオン	酸化鉛(II); 硫化鉛(II); セレン化鉛
その他の陽イオン	炭素モノテルル化物; ケイ素モノテルル化物テルル化; ゲルマニウム; テルル化スズ
関連化合物	テルル化タリウム; テルル化ビスマス
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

テルル化鉛は鉛とテルルの化合物（PbTe）である。Pb原子が陽イオンを占め、Teが陰イオン格子を形成し、NaCl結晶構造で結晶化する。バンドギャップが0.32 eVの狭ギャップ半導体である。^{[4]天然には}アルタイ石鉱物として存在する。

プロパティ

誘電率約1000。
電子有効質量~ 0.01 m _e
正孔移動度、μ _p = 600 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ (0 K); 4000 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ (300 K)

アプリケーション

PbTeは非常に重要な中間熱電材料であることが証明されています。熱電材料の性能は性能指数で評価できます。ここではゼーベック係数、は電気伝導率、は熱伝導率です。材料の熱電性能を向上させるには、力率（）を最大化し、熱伝導率を最小化する必要があります。^[5] $ZT=S^{2}\sigma T/\kappa$ $S$ $\sigma$ $\kappa$ $S^{2}\sigma$

PbTe システムは、バンドエンジニアリングによって出力係数を改善することで、発電用途向けに最適化できます。適切なドーパントを使用して、n 型または p 型にドープできます。ハロゲンは、n 型ドーピング剤としてよく使用されます。PbCl ₂、PbBr ₂、および PbI _{2 は}、ドナーセンターを生成するためによく使用されます。その他の n 型ドーピング剤、たとえば Bi ₂ Te ₃、TaTe ₂、MnTe ₂は、Pb を置換して、電荷のない空の Pb サイトを作成します。これらの空のサイトは、その後、鉛過剰からの原子によって埋められ、これらの空の原子の価電子は結晶を通じて拡散します。一般的な p 型ドーピング剤は、Na ₂ Te、K ₂ Te、および Ag ₂ Te です。これらは Te を置換して、電荷のない空の Te サイトを作成します。これらのサイトは、イオン化されて追加の正孔を生成する Te 原子によって埋められます。^[6]バンドギャップエンジニアリングにより、PbTeの最大zTは〜650Kで0.8 - 1.0であると報告されています。

ノースウェスタン大学の共同研究により、PbTe の熱伝導率を大幅に低減し、「全スケール階層構造」を採用して zT を向上しました。^[7]このアプローチでは、点欠陥、ナノスケール析出物、メソスケール粒界が、電荷キャリア輸送に影響を与えることなく、異なる平均自由行程を持つフォノンの有効散乱中心として導入されます。この方法を適用することで、Na ドープ PbTe-SrTe システムで達成された PbTe の zT の記録値は約 2.2 です。^[8]

さらに、PbTe はスズと合金化されてテルル化スズ鉛が作られることも多く、赤外線検出器の材料として使用されます。

参照

イエローダックリングは、鉛テルル化物センサーを使用して最初の赤外線ラインスキャンカメラを製造しました。

参考文献

^ ライド、デビッド・R.（1998）、化学と物理学のハンドブック（87版）、フロリダ州ボカラトン：CRCプレス、pp.4-65、ISBN 978-0-8493-0594-8
^ CRCハンドブック、pp.5–24。
^ Lawson, William D (1951). 「テルル化鉛およびセレン化鉛の単結晶を成長させる方法」J. Appl. Phys. 22 (12): 1444–1447. doi :10.1063/1.1699890.
^ Kanatzidis, Mercouri G. (2009-10-07). 「ナノ構造熱電: 新しいパラダイム? †」.材料化学. 22 (3): 648–659. doi :10.1021/cm902195j.
^ He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G.; Dravid, Vinayak P. (2013-05-01). 「パノスコピックアプローチによる高性能バルク熱電素子」. Materials Today . 16 (5): 166–176. doi : 10.1016/j.mattod.2013.05.004 .
^ Dughaish, ZH (2002-09-01). 「熱電発電用熱電材料としてのテルル化鉛」. Physica B: Condensed Matter . 322 (1–2): 205–223. Bibcode :2002PhyB..322..205D. doi :10.1016/S0921-4526(02)01187-0.
^ Biswas, Kanishka; He, Jiaqing; Zhang, Qichun; Wang, Guoyu; Uher, Ctirad; Dravid, Vinayak P.; Kanatzidis, Mercouri G. (2011-02-01). 「高い熱電性能指数を持つ歪みエンドタキシャルナノ構造」. Nature Chemistry . 3 (2): 160–166. Bibcode :2011NatCh...3..160B. doi :10.1038/nchem.955. ISSN 1755-4330. PMID 21258390.
^ ビスワス、カニシカ;彼、嘉慶。ブルーム、アイヴァン D.ウー、チュンイ。ホーガン、ティモシー P.サイドマン、デイビッド N.ドラビッド、ヴィナヤック P.カナツィディス、メルクーリ G. (2012-09-20)。「オールスケール階層アーキテクチャを備えた高性能バルク熱電素子」。自然。489 (7416): 414–418。Bibcode :2012Natur.489..414B。土井：10.1038/nature11439. ISSN 0028-0836。PMID 22996556。S2CID 4394616 。

外部リンク

国家汚染物質目録鉛および化合物ファクトシート
ウェブ要素

[hand-1] ライド、デビッド・R.（1998）、化学と物理学のハンドブック（87版）、フロリダ州ボカラトン：CRCプレス、pp.4-65、ISBN 978-0-8493-0594-8

[FOOTNOTECRC_Handbook5–24-2] CRCハンドブック、pp.5–24。

[3] Lawson, William D (1951). 「テルル化鉛およびセレン化鉛の単結晶を成長させる方法」J. Appl. Phys. 22 (12): 1444–1447. doi :10.1063/1.1699890.

[4] Kanatzidis, Mercouri G. (2009-10-07). 「ナノ構造熱電: 新しいパラダイム? †」.材料化学. 22 (3): 648–659. doi :10.1021/cm902195j.

[5] He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G.; Dravid, Vinayak P. (2013-05-01). 「パノスコピックアプローチによる高性能バルク熱電素子」. Materials Today . 16 (5): 166–176. doi : 10.1016/j.mattod.2013.05.004 .

[6] Dughaish, ZH (2002-09-01). 「熱電発電用熱電材料としてのテルル化鉛」. Physica B: Condensed Matter . 322 (1–2): 205–223. Bibcode :2002PhyB..322..205D. doi :10.1016/S0921-4526(02)01187-0.

[7] Biswas, Kanishka; He, Jiaqing; Zhang, Qichun; Wang, Guoyu; Uher, Ctirad; Dravid, Vinayak P.; Kanatzidis, Mercouri G. (2011-02-01). 「高い熱電性能指数を持つ歪みエンドタキシャルナノ構造」. Nature Chemistry . 3 (2): 160–166. Bibcode :2011NatCh...3..160B. doi :10.1038/nchem.955. ISSN 1755-4330. PMID 21258390.

[8] ビスワス、カニシカ;彼、嘉慶。ブルーム、アイヴァン D.ウー、チュンイ。ホーガン、ティモシー P.サイドマン、デイビッド N.ドラビッド、ヴィナヤック P.カナツィディス、メルクーリ G. (2012-09-20)。「オールスケール階層アーキテクチャを備えた高性能バルク熱電素子」。自然。489 (7416): 414–418。Bibcode :2012Natur.489..414B。土井：10.1038/nature11439. ISSN 0028-0836。PMID 22996556。S2CID 4394616 。