Abstract
The temperature dependences of the Hall coefficient, carrier mobility, electrical resistivity, Seebeck coefficient, thermal conductivity, and figure-of-merit of the undoped and $CdI_2$-doped 90% $Bi_2Te_3-10% Bi_2Se_3$, single crystals, grown by the Bridgman method, have been characterized at temperatures ranging from 77K to 600K. The saturated carrier concentration and degenerate temperature of the undoped 90% $Bi_2Te_3-10% Bi_2Se_3$ single crystal are $5.85\times10_{18}cm^{-3}$ and 127K, respectively. The scattering parameter of the 90% $Bi_2Te_3-10% Bi_2Se_3$ single crystal is determined to b -0.23, and the electron mobility to hole mobility ratio ($\mu_e/\mu_h)$ is 1.45. The bandgap energy at 0K of the 90% <$Bi_2Te_3-10% Bi_2Se_3$ single crystal is 0.200 eV. Adding $CdI_2$as a donor dopant, a maximum figure-of-merit of $3.2\times10^{-3}/K$$CdI_2$-doped specimen.
Dopant를 첨가하지 않은 시료와 donor dopant로 $CdI_2$를 첨가한 $Bi_2Te_3-10%$ 단결정을 Bridgman법으로 성장시키고 Hall 계수, 전하이동도, 전기비저향, Seebeck 계수, 열전도도 빛 성능지수를 77~600K의 온도범위에서 측정하였다. Dopant를 첨가하지 않은 90% $Bi_2Te_3-10% Bi_2Se_3$ 단결정에서 포화정공농도는 $5.85\times10_{18}cm^{-3}$ 이고 degenerate 온도는 127K 이었￡며, 전하 이동에 대한 산란인자는 -0.23 이고 전자이동도와 정꽁이동도의 비 ($\mu_e/\mu_h)$는 1.45 이었다. 90% $Bi_2Te_3-10% Bi_2Te_3$ 단결정의 OK 에서의 밴드갭 에너지는 0.200 eV 로서 $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$계 단결정에서눈 $Bi_2Se_3$의 놓도가 증가할수록 밴 드갭 에너지가 증가하였다. Donor dopant로 $CdI_2$를 첨가한 90% $Bi_2Te_3-Bi_2Se_3$ 조성의 n형 단결정에서 성능지수의 최대값은 $CdI_2$를 0.05 wt% 첨가한 경우에 약 230K에서 $3.2\times10^{-3}/K$를 나타내었다.
