网站主页 >> 碲化铋 >> 新闻专题 >> 正文

碲化铋的应用

发布日期:2020/10/18 17:56:53

背景及概述[1]

碲化铋化学式Bi2Te3。用于半导体、电子冷冻和发电。狗、兔和鼠暴露在碲化铋粉尘中有肺部反应,体重增加,而血液中的血清和器官中的碱性磷酸酶的活性均未变化。美国规定大气中的容许浓度为10mg/m3。近半个多世纪以来,科学家们已经对热电材料进行了系统而广泛的研究,其中,碲化铋及其固溶体是研究的最早并且也是研究的最成熟的一种热电材料。又由于碲化铋具有这种优异的物理性质,因而广大科学研究者对碲化铋的研究从来没有停止过。

结构[2]

碲化铋的分子式是Bi2Te3,在常温常压下,是一种灰色的粉末,是空间群为的斜方晶系,其晶体结构如图所示。

在图中可以看出Bi2Te3为六面体层状结构,在竖直方向上,每一层是由5个原子组成,两种原子依靠共价键连接在一起,并且按照Te1-Bi-Te2-Bi-Te1的顺序依次排列。单晶的解理面垂直于c轴。其晶格常数为a=0.260nm,b=0.438nm,c=3.05nm。

性质[2]

Bi2Te3沿c面的热电性能较好,垂直于c面方向性能较差,电导率和热导率表现出明显的各向异性。图是Bi-Te合金的相图,

在图中可以看出在熔点585℃附近,组分偏离化学计量配比,有微量Bi过剩,此时的实测密度(7.8587g·cm-3)略大于理论值(7.6828g·cm-3)。Bi2Te3的塞贝克系数、电导率以及热导率等性质都是温度的函数,都会随着温度的变化而发生改变。在低于-196.56℃时,载流子散射主要受离化杂质机制控制,与温度基本无关;当温度高于-196.56℃时,载流子的散射能力随着晶格振动的增强而增强,这使得Bi2Te3的电导率随之而减小,当温度提升到127℃时的电导率降到了最低值。

当温度高于127℃时本征激发逐步变得显著,随着温度的升高,电导率也逐渐增大。与之类似的是,塞贝克系数也是随着温度的升高呈先增后减小的趋势,温度不高时载流子的浓度变化很小,塞贝克系数增加主要来自散射的增加;当温度升高至本征激发的影响更大时,塞贝克系数开始减小。由于三声子作用虽温度的升高而增加,因此热导率随温度升高而减小。

制备[2]

1.碲化铋晶体的制备工艺

碲化铋块体材料可以用来加工成各种常用的器件,比较常用的制备方法有:区熔法、布里奇曼法(Bridgeman)、单晶提拉法、等离子活化烧结法和热压烧结法,制备单晶材料常使用区熔法、布里奇曼法和单晶提拉法,下面简要介绍一下这三种方法。

1)区熔法:是利用多晶锭分区熔化和结晶来生长单晶体的方法。将棒状多晶锭熔化一窄区,其余部分保持固态,然后使一熔区沿锭的长度方向移动,使整个晶锭的其余部分次熔化后又结晶。

2)布里奇曼法:是一种常用的晶体生长方法,又称坩埚下降法。这种方法是在圆柱形的坩埚中放入晶体生长用的材料,缓慢的通过带有温度梯度的高频炉或电阻炉,炉子的温度应该比晶体材料的熔点稍高即可。当放有晶体材料的坩埚下降到炉子的加热中心处时,材料开始熔化;当坩埚继续缓慢的下降时,越过炉子的加热中心后,位于坩埚底部的位置温度最先开始下降,当温度降低到晶体材料的熔点以下时,晶体材料开始结晶,直至坩埚完全冷却,晶体也继续结晶长大。这种方法主要适用于常见的离子化合物,如碱金属、碱土金属的卤化物等。

3)提拉法:是丘克拉斯基在1917年发明的从熔体中提拉生长高质量单晶的方法,因而又称为丘克拉斯基法。这种方法是在坩埚中放入晶体材料。然后加热坩埚,待晶体材料完全熔化后,利用提拉杆,将晶体材料从熔体中提拉出来,并且在合适的温度控制下,使得在降温期间提拉出来的籽晶不断地进行原子重新排列,从而生长出晶体。

2.碲化铋纳米线的制备方法

纳米材料中最常见的是一维纳米材料,而一维纳米材料中最重要的形式就是纳米线,纳米线的主要尺度特征是材料的两个维度处在1nm-100nm范围内的纳米结构。一维纳米材料具有良好的物理和化学性质,一直以来,有关纳米材料的实验和理论研究的热点就放在了一维纳米材料上,使得一维纳米材料广泛应用在工程设计以及科研的各个方面,可以将一维纳米材料用来连接纳米电子器件,还可以将其直接加工成所需要的纳米器件,所以在微型电子器件的开发与构筑领域,一维纳米材料有着无可替代的地位。

首先,利用一维纳米材料对超顺磁的抑制作用,可以将其制备成超高密度、超大容量的新型存储器。其次,新型电子屏幕中也可以使用一维纳米材料。另外,一维纳米材料具有高韧性以及高强度,所以可以将纳米线制备成这种耐冲击的制品,如可以将纳米线加工成原子力显微镜的扫描探针的针尖,使得探测的效果更好。而且,一维纳米材料所具有独特的三维尺度,使得其表体比很高,所以其在纳米传感器的研究应用将会不断的深入。

主要参考资料

[1] 化学词典

[2] 碲化铋及硫化铋与抗生素协同抗耐药菌作用研究

免责申明

ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。如有侵权,请联系我们删除!

碲化铋生产厂家及价格列表

碲化铋
参考价格:¥2500
武汉克米克生物医药技术有限公司
2021/10/25
碲化铋
参考价格:¥询价
陕西缔都医药化工有限公司
2021/09/08
碲化
参考价格:¥询价
上海先芯新材料科技有限公司
2021/05/19

欢迎您浏览更多关于碲化铋的相关新闻资讯信息