Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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AM: Magnetismus

AM 10: Postersitzung

AM 10.82: Poster

Dienstag, 23. März 1999, 16:15–20:00, F\"urstenberghaus

Ytterbium-Skutterudite: Materialien mit großem thermoelektrischem Potential — •E. Bauer¹, A. Galatanu¹, H. Michor¹, G. Hilscher¹ und P. Rogl² — ¹Inst. f. Experimentalphysik, Technische Universität Wien, A-1040 Wien — ²Inst. f. Physikalische Chemie, Universität Wien, A-1080 Wien.

Materialien, die zur Zeit für thermoelektrische Anwendungen Gebrauch finden, beruhen auf stark gedopten Halbleitern. Ihre Leistungsfähigkeit wird durch die Kennzahl Z (figure of merits) bestimmt: Z = S² / ρ λ (S, Seebeckkoeffizient, ρ, elektrischer Widerstand und λ, thermische Leitfähigkeit). Große Werte von Z erfordern neben großer Thermokraft relativ niedrige Werte von ρ und λ. Da aber ρ und λ über das Wiedemann-Franz Gesetz miteinander korreliert sind, steigt üblicherweise λ mit fallendem ρ. Dies kann jedoch durch entsprechend große Werte des thermischen Widerstandes, verursacht durch das Kristallgitter, kompensiert werden.

Es wurde gezeigt, daß die kubischen Skutterudite (Raumgruppe: IM3) der allgemeinen Bauart RM₄X₁₂ (R = Seltene Erde, X = P, As, Sb und M = Übergangsmetalle) potentielle Kandidaten für thermoelektrische Anwendungen sind. Dies beruht insbesondere auf der Tatsache, daß die Selten-Erd Ionen innerhalb der kristallinen Einheitszelle große thermische Parameter besitzen und daher außergewöhnliche Bewegungsfreiheit (“rattling”) haben. Diese Eigenschaft reduziert dramatisch die Gitterleitfähigkeit dieser Materialien. In dieser Arbeit stellen wir physikalische Eigenschaften der erstmalig synthetisierten Skutterudite YbM₄Sb₁₂ (M = Co, Rh, Ir) sowie von YbCo_4−xFe_xSb₁₂ vor und bestimmen den Parameter Z. Die magnetischen Eigenschaften, die einerseits von Yb und andererseits von den Übergangsmetallen resultieren, werden diskutiert.