Telururo de plomo

Telururo de plomo
	; Celda unitaria del PbTe, con el Pb en naranja y el Te en magenta.
General
Fórmula molecular	PbTe
Identificadores
Número CAS	1314-91-6
ChemSpider	3591410
PubChem	4389803
UNII	V1OG6OA4BJ
	InChI InChI=InChI=1S/Pb.Te; Key: OCGWQDWYSQAFTO-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Masa molar	337,883 g/mol
Estructura cristalina	sistema cristalino cúbico
	[editar datos en Wikidata]

El telururo de plomo ^[2]^[3]^[4]es un compuesto de plomo y telurio (PbTe). Cristaliza en la estructura cristalina de NaCl con átomos de Pb ocupando el catión y Te formando la red aniónica. Es un semiconductor de brecha estrecha con una brecha de banda de 0,32 eV.^[5] Se encuentra de forma natural en el mineral altaita.

Propiedades[editar]

Constante dieléctrica ~1000.
Masa efectiva del electrón ~ 0,01m_e
Movilidad de los huecos, μp = 600 cm² V^-1 s^-1 (0 K); 4000 cm² V^-1 s^-1 (300 K)

Aplicaciones[editar]

El PbTe ha demostrado ser un material termoeléctrico intermedio muy importante. El rendimiento de los materiales termoeléctricos puede evaluarse mediante la figura de mérito, $ZT=S^{2}\sigma T/\kappa$ en la que $S$ es el coeficiente Seebeck, σ \sigma es la conductividad eléctrica y κ \kappa es la conductividad térmica. Para mejorar el rendimiento termoeléctrico de los materiales, es necesario maximizar el factor de potencia ( $S^{2}\sigma$ ) y minimizar la conductividad térmica.^[6]

El sistema PbTe puede optimizarse para aplicaciones de generación de energía mejorando el factor de potencia mediante ingeniería de banda. Se puede dopar tanto con dopantes de tipo n como de tipo p. Los halógenos se utilizan a menudo como dopantes de tipo n. PbCl₂, PbBr₂ y PbI₂ se utilizan habitualmente para producir centros donantes. Otros agentes dopantes de tipo n, como Bi₂Te₃, TaTe₂, MnTe₂, sustituirán al Pb y crearán sitios vacantes de Pb sin carga. Estos sitios vacantes se llenan posteriormente con átomos del exceso de plomo y los electrones de valencia de estos átomos vacantes se difundirán a través del cristal. Los agentes dopantes de tipo p más comunes son Na₂Te, K₂Te y Ag₂Te. Sustituyen al Te y crean sitios vacantes de Te sin carga. Estos sitios se llenan con átomos de Te que se ionizan para crear huecos positivos adicionales.^[7]Con la ingeniería de brecha de banda, se ha informado de que el zT máximo del PbTe es de 0,8 - 1,0 a ~650K.

En colaboración con la Universidad Northwestern, se ha aumentado el zT del PbTe reduciendo significativamente su conductividad térmica mediante una "arquitectura jerárquica a toda escala".^[8] Con este método, los defectos puntuales, los precipitados a nanoescala y los límites de grano a mesoescala se introducen como centros de dispersión efectivos para fonones con diferentes trayectorias libres medias, sin afectar al transporte de portadores de carga. Aplicando este método, el valor récord de zT del PbTe que se ha alcanzado en el sistema PbTe-SrTe dopado con Na es de aproximadamente 2,2.^[9]

Además, el PbTe también se alea a menudo con estaño para fabricar telururo de plomo y estaño, que se utiliza como material detector de infrarrojos.

Véase también[editar]

Yellow Duckling, que utilizó un sensor de telururo de plomo para fabricar la primera cámara infrarroja de barrido lineal.

Referencias[editar]

↑ Número CAS
↑ Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics (87 edición), Boca Raton, Florida: CRC Press, pp. 4-65, ISBN 978-0-8493-0594-8 .
↑ CRC Handbook,.
↑ Lawson, William D (1951). «A method of growing single crystals of lead telluride and selenide». Journal of Applied Physics 22 (12): 1444-1447. doi:10.1063/1.1699890.
↑ Kanatzidis, Mercouri G. (7 de octubre de 2009). «Nanostructured Thermoelectrics: The New Paradigm? †». Chemistry of Materials 22 (3): 648-659. doi:10.1021/cm902195j.
↑ He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G.; Dravid, Vinayak P. (1 de mayo de 2013). «High performance bulk thermoelectrics via a panoscopic approach». Materials Today 16 (5): 166-176. doi:10.1016/j.mattod.2013.05.004.
↑ Dughaish, Z. H. (1 de septiembre de 2002). «Lead telluride as a thermoelectric material for thermoelectric power generation». 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. (1 de febrero de 2011). «Strained endotaxial nanostructures with high thermoelectric figure of merit». Nature Chemistry 3 (2): 160-166. Bibcode:2011NatCh...3..160B. ISSN 1755-4330. PMID 21258390. doi:10.1038/nchem.955.
↑ Biswas, Kanishka; He, Jiaqing; Blum, Ivan D.; Wu, Chun-I.; Hogan, Timothy P.; Seidman, David N.; Dravid, Vinayak P.; Kanatzidis, Mercouri G. (20 de septiembre de 2012). «High-performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical architectures». Nature 489 (7416): 414-418. Bibcode:2012Natur.489..414B. ISSN 0028-0836. PMID 22996556. S2CID 4394616. doi:10.1038/nature11439.

Enlaces externos[editar]

Inventario Nacional de Contaminantes Hoja informativa sobre plomo y compuestos
Esta obra contiene una traducción derivada de «Lead telluride» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Datos: Q425263

[1] Número CAS

[hand-2] Lide, David R. (1998), Handbook of Chemistry and Physics (87 edición), Boca Raton, Florida: CRC Press, pp. 4-65, ISBN 978-0-8493-0594-8 .

[FOOTNOTECRC_Handbook-3] CRC Handbook,.

[4] Lawson, William D (1951). «A method of growing single crystals of lead telluride and selenide». Journal of Applied Physics 22 (12): 1444-1447. doi:10.1063/1.1699890.

[5] Kanatzidis, Mercouri G. (7 de octubre de 2009). «Nanostructured Thermoelectrics: The New Paradigm? †». Chemistry of Materials 22 (3): 648-659. doi:10.1021/cm902195j.

[6] He, Jiaqing; Kanatzidis, Mercouri G.; Dravid, Vinayak P. (1 de mayo de 2013). «High performance bulk thermoelectrics via a panoscopic approach». Materials Today 16 (5): 166-176. doi:10.1016/j.mattod.2013.05.004.

[7] Dughaish, Z. H. (1 de septiembre de 2002). «Lead telluride as a thermoelectric material for thermoelectric power generation». Physica B: Condensed Matter 322 (1–2): 205-223. Bibcode:2002PhyB..322..205D. doi:10.1016/S0921-4526(02)01187-0.

[8] Biswas, Kanishka; He, Jiaqing; Zhang, Qichun; Wang, Guoyu; Uher, Ctirad; Dravid, Vinayak P.; Kanatzidis, Mercouri G. (1 de febrero de 2011). «Strained endotaxial nanostructures with high thermoelectric figure of merit». Nature Chemistry 3 (2): 160-166. Bibcode:2011NatCh...3..160B. ISSN 1755-4330. PMID 21258390. doi:10.1038/nchem.955.

[9] Biswas, Kanishka; He, Jiaqing; Blum, Ivan D.; Wu, Chun-I.; Hogan, Timothy P.; Seidman, David N.; Dravid, Vinayak P.; Kanatzidis, Mercouri G. (20 de septiembre de 2012). «High-performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical architectures». Nature 489 (7416): 414-418. Bibcode:2012Natur.489..414B. ISSN 0028-0836. PMID 22996556. S2CID 4394616. doi:10.1038/nature11439.

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