J. Phys. France 27, 128-132 (1966)
DOI: 10.1051/jphys:01966002703-4012800

Effet des neutrons rapides sur la conductivité thermique et le pouvoir thermoélectrique du germanium. mesures aux basses températures

Nguyen Van Dong

Service d'Électronique Physique, Centre d'Études Nucléaires de Saclay, B. P. n° 2, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise

Abstract
Thermal conductivity and thermoelectric power measurements have been carried out on germanium between 16 °K and 100 °K before and after a fast neutron exposure of 5 × 10^17 n/cm2. In the whole temperature range, defects induced by irradiation profoundly change the thermal conductivity. Experimental results have been analysed in terms of the Callaway model. The decrease in thermal conductivity is attributed to the large clusters of defects which would scatter phonons with a constant relaxation time in the low temperature region. The thermoelectric power and in particular the term of phonon contribution are more affected by bombardment. These experimental facts can be explained by Herring's theory. The large decrease in phonon contribution arises from two effects : an electronic effect associated with a large hole concentration and a boundary effect due to the clusters of defects.

Résumé
Nous avons mesuré la conductivité thermique de réseau et le pouvoir thermoélectrique du germanium entre 16 °K et 100 °K avant et après irradiation par des neutrons rapides. Dans tout le domaine de température, le bombardement altère profondément la conductivité thermique. Les résultats expérimentaux ont été analysés en utilisant le modèle de Callaway. La diminution de la conductivité thermique est attribuée à des amas de défauts de grandes dimensions qui contrôlent la dispersion des phonons aux basses températures. L'action du bombardement est encore plus marquée sur le pouvoir thermoélectrique et en particulier sur le terme de la contribution des phonons. La théorie de Herring nous a permis de nous en rendre compte. La forte diminution de la contribution des phonons au pouvoir thermoélectrique résulte de deux effets : l'effet électronique lié à une forte concentration de trous et l'effet géométrique associé à la formation des amas de défauts dans le réseau cristallin.

PACS
7220P - Thermoelectric and thermomagnetic effects.

Key words
heating -- particle beams -- radiation -- semiconductors -- thermoelectricity -- electrical conductivity -- dislocations -- germanium -- thermoelectricity