University of PardubiceFaculty of Chemical Technology

University

Employees
|
Students
Česky

Publication detail

Vacancies in SnSe single crystals in a near-equilibrium state

Authors: Šraitrová Kateřina | Čížek Jakub | Holý Václav | Plecháček Tomáš | Beneš Ludvík | Jarošová Markéta | Kucek Vladimír | Drašar Čestmír

Year: 2019

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Physical Review B

Page from-to: "035306-1"-"035306-12"

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Vakance v monokrystalech SnSe ve stavu blízkém rovnováze	V práci byl vyšetřen vývoj vlastních vakancí v monokrystalech SnSe jako funkce teploty temperace za pomoci pozitronové anihilační spektroskopie doprovázené transportními měřeními. Bylo ukázáno, že v monokrystalickém SnSe jsou přítomny dva typy vakancí. Zatímco cínové vakance dominují v oblasti nižších teplot, tak selenové vakance a klastry vakancí dominují v oblasti vyšších teplot. Tato zjištění byla podpořena teoretickými výpočty, které umožnily přímé určení a kvantifikaci nejpravděpodobněji se vyskytujících typů vakancí. Experimenty ukazují, že cínové vakance se spojují s jednou či více selenovými vakancemi a spolu se vzrůstající teplotou vytvářejí klastry vakancí. Je zajímavé, že klastry přežijí přechod α→β okolo ≈800 K a dokonce se se vzrůstající teplotou zvětšují. Koncentrace jak selenových vakancí, tak klastrů vakancí vzrůstá s teplotou stejně jako termoelektrický výkon. To naznačuje, že mimořádné termoelektrické vlastnosti SnSe jsou spojeny s bodovými defekty. Navrhujeme, že tyto defekty buďto pozměňují pásovou strukturu ve prospěch vysokého termoelektrického výkonu, nebo přinášejí energeticky závislý rozptyl volných nostelů a realizují tak energetické filtrování volných nositelů. Klastry defektů přispívají k nízké tepelné vodivosti SnSe za zvýšených teplot.	termoelektřina; SnSe; monokrystaly; vakance
eng	Vacancies in SnSe single crystals in a near-equilibrium state	The development of intrinsic vacancies in SnSe single crystals was investigated as a function of annealing temperature by means of positron annihilation spectroscopy accompanied by transport measurements. It has been demonstrated that two types of vacancies are present in single-crystalline SnSe. While Sn vacancies dominate in the low-temperature region, Se vacancies and vacancy clusters govern the high-temperature region. These findings are supported by theoretical calculations enabling direct detection and quantification of the most favorable type of vacancies. The experiments show that Sn vacancies couple with one or more Se vacancies with increasing temperature to form vacancy clusters. Interestingly, the clusters survive the α→β transition at ≈800 K and even grow in size with temperature. The concentration of both Se vacancies and vacancy clusters increases with temperature, similar to thermoelectric performance. This indicates that the extraordinary thermoelectric properties of SnSe are related to point defects. We suggest that either these defects vary the band structure in favor of high thermoelectric performance or introduce an energy-dependent scattering of free carriers realizing, in fact, energy filtering of the free carriers. Cluster defects account for the glasslike thermal conductivity of SnSe at elevated temperatures.	thermoelectricity; SnSe; single crystals; vacancies