Lead tin telluride
લીડ ટીન ટેલ્યુરાઇડ, જેને PbSnTe અથવા Pb1 − xSnxTe તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે લીડ, ટીન અને ટેલુરિયમનું ત્રિકોણીય મિશ્રધાતુ છે, જે સામાન્ય રીતે ટીનને લીડ ટેલુરાઇડમાં અથવા સીસાને ટીન ટેલુરાઇડમાં મિશ્રિત કરીને બનાવવામાં આવે છે. તે IV-VI સાંકડી બેન્ડ ગેપ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે. Pb1 − xSnxTe નું બેન્ડ ગેપ સામગ્રીમાં રચના (x) ને બદલીને ટ્યુન કરવામાં આવે છે. બેન્ડ ગેપને 0.09 eV (PbTe) થી 0.18 eV (SnTe) સુધી ટ્યુન કરવા માટે SnTe ને Pb (અથવા PbTe સાથે Sn) સાથે મિશ્ર કરી શકાય છે. એ નોંધવું અગત્યનું છે કે II-VI કેલ્કોજેનાઇડ્સથી વિપરીત, દા. ત. કેડમિયમ, પારો અને ઝિંક કેલ્કોજેનાઇડ્સ, Pb1 − xSnxTe માં બેન્ડ ગેપ બે ચરમસીમાઓ વચ્ચે રેખીય રીતે બદલાતું નથી. તેનાથી વિપરીત, જેમ જેમ રચના (x) વધે છે, તેમ તેમ બેન્ડ ગેપ ઘટે છે, એકાગ્રતા શાસનમાં શૂન્યની નજીક પહોંચે છે (0.32-0.65 અનુક્રમે તાપમાન 4-300 K ને અનુરૂપ) અને SnTe ના બલ્ક બેન્ડ ગેપ તરફ વધુ વધે છે. તેથી, લીડ ટીન ટેલ્યુરાઇડ એલોયમાં તેમના અંતિમ બિંદુ સમકક્ષો કરતાં સાંકડી બેન્ડ ગેપ હોય છે, જે લીડ ટીન ટેલ્યુરાઇડને મધ્ય ઇન્ફ્રારેડ, 3-14 μm ઓપ્ટો-ઇલેક્ટ્રોનિક એપ્લિકેશન માટે આદર્શ ઉમેદવાર બનાવે છે. લીડ ટીન ટેલુરાઇડ એ 300 કેલ્વિન પર પી-પ્રકારનો સેમિકન્ડક્ટર છે. જેમ જેમ ટીનનું પ્રમાણ વધે છે તેમ તેમ છિદ્રની સાંદ્રતામાં વધારો થાય છે જેના પરિણામે વિદ્યુત વાહકતામાં વધારો થાય છે. રચના શ્રેણી x = 0 થી 0.1 માટે, વિદ્યુત વાહકતા 500 K સુધીના તાપમાનમાં વધારો સાથે ઘટે છે અને 500 K થી વધુ વધે છે. રચના શ્રેણી માટે, x ≤ 0.25, તાપમાનમાં વધારો સાથે વિદ્યુત વાહકતા ઘટે છે. Pb1 − xSnxTe નો સીબેક ગુણાંક 300 K પર Sn સામગ્રીમાં વધારો સાથે ઘટે છે. રચના x> 0.25 માટે, Pb1 − xSnxTe ની થર્મલ વાહકતા Sn સામગ્રીમાં વધારો સાથે વધે છે. સમગ્ર રચના શ્રેણી, x> 0 પર તાપમાનમાં વધારો સાથે થર્મલ વાહકતા મૂલ્યોમાં ઘટાડો થાય છે. Pb1 − xSnxTe માટે, મહત્તમ થર્મોઇલેક્ટ્રિક પાવર ફેક્ટરને અનુરૂપ મહત્તમ તાપમાન રચના x માં વધારો સાથે વધે છે. લીડ ટીન ટેલુરાઇડનું સ્યુડો બાઈનરી એલોય 400-700 K તાપમાન શ્રેણી પર થર્મોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી તરીકે કામ કરે છે. લીડ ટીન ટેલુરાઇડ હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક ધરાવે છે. આપેલ રચના x માટે, તાપમાન સાથે બેન્ડ ગેપ વધે છે. તેથી, લીડ ટીન ટેલુરાઇડ આધારિત લેસર સાથે કામ કરતી વખતે તાપમાનની સ્થિરતા જાળવવી પડે છે. જો કે, ફાયદો એ છે કે લેસરની કાર્યકારી તરંગલંબાઇને સંચાલન તાપમાનમાં ફેરફાર કરીને સરળતાથી ટ્યુન કરી શકાય છે. લીડ ટીન ટેલુરાઇડનો ઓપ્ટિકલ શોષણ ગુણાંક સામાન્ય રીતે ~ 750 સે. મી.-1 હોય છે, જ્યારે ડોપ્ડ સિલિકોન જેવા બાહ્ય સેમિકન્ડક્ટર્સ માટે ~ 50 સે. મી.-1 હોય છે. ઉચ્ચ ઓપ્ટિકલ ગુણાંક મૂલ્ય માત્ર ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાને સુનિશ્ચિત કરતું નથી પરંતુ ઓપ્ટિકલ ક્રોસ ટોકને રોકવા માટે વ્યક્તિગત ડિટેક્ટર ઘટકો વચ્ચે જરૂરી અંતરને પણ ઘટાડે છે જે સંકલિત સર્કિટ તકનીકને સરળતાથી સુલભ બનાવે છે. ટ્યુનેબલ સાંકડી બેન્ડ ગેપ અને પારાના કેડમિયમ ટેલુરાઇડની સરખામણીમાં લીડ ટીન ટેલુરાઇડના પ્રમાણમાં ઊંચા કાર્યકારી તાપમાનને કારણે, તે આઈઆર સ્રોતો, બેન્ડ-પાસ ફિલ્ટર્સ અને આઈઆર ડિટેક્ટર્સમાં વ્યાપારી કાર્યક્રમો માટે પસંદગીની સામગ્રી રહી છે. તેને 8-14 μm વિંડોમાં કિરણોત્સર્ગને સંવેદના માટે ફોટોવોલ્ટેઇક ઉપકરણો તરીકે ઉપયોગો મળ્યા છે. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ જેવા વાયુ પ્રદૂષકોની શોધ માટે સિંગલ ક્રિસ્ટલ Pb1 − xSnxTe ડાયોડ લેસર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. લીડ ટીન ટેલ્યુરાઇડ્સનો ઉપયોગ થર્મોઇલેક્ટ્રિક ઉપકરણોમાં કરવામાં આવે છે. સંદર્ભો ટેલુરાઇડ્સ લીડ એલોય ટીન એલોય IV-VI સેમિકન્ડક્ટર્સ