Термопара

(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению криогенных температур с помощью термопар. Целью изобретения является повышение Чувствительности термопары в диапазоне криогенных температур. В термопаре положительный термоэлектрод выполнен из полупроводникового материала на основе теллурида свинца, имеющего Формулу РЬТе, в который дополнительно вводят акцепторную примесь элементов 1 и И групп периодической системы элементов в следующем соотношении ингредиентов, мас,;: таллий 0,612 - 1,220; натрий 0,034 - 0,140, теллурид свинца остальное. 1 ил,МССР вицбин СА. Энергоютной Сера тур овленная ермо ЭДС увст- темЦель изоб вительности в ператур. Поставле в положитель проводниково рида свинца натрием, при редиентов,ма Таллий Натрий Теллурид В таблиц вительности Т=10 К,из оптимальным пара, имеющ описываемый РЬ 0,975 Т 1еаей нная цель достигаетс ный термоэлектрод го материала на осн , легированного т следующем соотнош тем, что из полуве теллуллием и нии ингЧ к предлагаемой по и достигаемому реопара, отрицатель- выполнен из сплава вкой железа, а полотной термопары яввительность в облатур (максимальная лее 20 мкВ/К), обусГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт прикладной физики АН(56) Авторское свидетельство СССРМ 1120183, кл. 6 01 К 7/02, 1983,Орлова М.П., Погорелова О;Ф., УлыНизкотемпературная термометрия. М,:атомиздат; 1987, с.212. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения криогенных температур с помощью термопар.Известна термопара для измерения низких температур, содержащая, отрицательный электрод, выполненный из сплава на основе меди, и положительный элекгрод из меди.Недостатком этой термопары является невысокая чувствительность в области криогенных температур - не выше 15 мкВ/К. Наиболее близкой технической сущности зультату является терм ный электрод которой на основе золота с доба жительный - из меди. Недостатком извес ляется невысокая чувст сти гелиевых темпера чувствительность не боалаи величиной абсоди в этой области темпретения - повышениедиапазоне криогенн 0,612 - 1,220 0,034 - 0,140 свинца Остальное е 1 приведены данные о чувст- предлагаемой термопары при которой видно, что наиболее и свойствами обладает термоая полсжительный электрод, формулойо,о 1 йао,о 15 Те.На чертеже представлен график температурной зависимости чувствительностипредлагаемой термопары,Предлагаемая термопара имеет высокуючувствительность в интервале 4,2 - 77 К, чувствительность термопары при криогенныхтемпературах превосходит чувствительностьизвестных термопар, что обусловлено большей величиной положительной термоЭДСтеллурида свинца, легированного одновременно таллием и натрием, по сравнению смедью,Использование в качестве положительного электрода теллурида свинца с концентрацией таллия ниже 0,612 мас.и натрия 15менее 0,034 мас.приводит к значительному снижению величины абсолютной термоЭДС материала. Применение теллуридасвинца с концентрацией примеси таллия,превышающей 1,22 мас,0 и натрия более 200,14 мас.также приводит к снижению величины термоЭДС, что обусловлено следующим.Легирование теллурида свинца таллиемприводит к возникновению в валентной зоне полосы квазилокальных состояний на фоне разрешенного зонного спектра.Введение дополнительно акцепторной примеси натрия с высокой растворимостью, позволяет создавать концентрацию дырок, 30варьирующую в широких пределах, что даетвозможность изменять положение уровняФерми относительно полосы квазилокальных состояний, Сканирование уровнемФерми по полосе квазилокальных состояний позволяет управлять процессом оезонансного рассеяния, которое в зависимостиот взаимного положения середины примесной полосы и уровня ферми может обеспечивать вклад противоположного знака в 40суммарную термоЭДС при более чем половинном заполнении примесной полосы таллия. При этом чувствительность материалавозрастает с удалением уровня Ферми отсередины примесной полОсы по энергии, 45. Образцы были приготовлены методом заполнения твердых кварцевых капилляров расплавом РЬ 1-х-уТх МаТе под давлением с последующей его кзисталлизацией. синтез исходного вещества, отвечающего приведенной химической формуле, осуществляли сплавлением исходных компонентов(РЬ, Т 1, йа, Те), взятых в соответствующей пропорции, по известной ме 1 одике получения соединений.типа А В .Типичная экспериментальная зависимость чувствительности от температуры приведена на чертеже, При понижении температуры наблюдается падение чувствительности, которое при некоторой температуре сменяется ростом. Дальнейшее уменьшение температуры опять приводит к падению чувствительности, Это обусловлено возникновением на фоне разрешенного зонного спектра полосы квази- локальных состояний, сканирование по которой и приводит к наблюдаемому явлению.Предлагаемая термопара, имеющая положительный электрод на основе теллурида свинца, легированного таллием и натрием, отличается от известных термопар более высокими значениями чувствительности в области гелиевых и водородных температур. Это обеспечивает широкие возможности для использования предлагаемой термопары в низкотемпературной термометрии,Формула изобретения Термопара, содержащая отрицательный.электрод, выполненный на основе золота, содержащего железо в количестве 0,02 - 0,07 мас,0 , и положительный термоэлектрод, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности в диапазоне криогенных температур, положительный термозлвктрод выполнен из материала на основе теллурида свинца, легированного таллием и натрием, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Талл ий 0,612 - 1,220 Натрий 0,034 - 0,140 Теллурид свинца Остальное1744517 10 ц Т,К Составитель Л,БалянинаМ,Кобылянская Техред М.Моргентал Корр Т.Палий Ре НТС кий кс мбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 венно-издате изво аз 2189 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035. Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5