Исследование концентрации и подвижности носителей заряда в наноструктурированных термоэлектрических материалах на основе PbTe и GeTe

Исследование концентрации и подвижности носителей заряда в наноструктурированных термоэлектрических материалах на основе PbTe и GeTe

Раздел находится в стадии актуализации

Перспективным направлением повышения термоэлектрической добротности ZT является разработка наноструктурированных термоэлектрических материалов (ТЭМ), в том числе на основе теллурида свинца PbTe и теллурида германия GeTe. Для оптимизации технологии наноструктурирования важно знать механизмы тепло- и электропереноса в ТЭМ, зависящие от концентрации и подвижности носителей заряда. В работе для формирования наноструктурированных среднетемпературных ТЭМ на основе PbTe n -типа и GeTe p -типа использована разработанная технология, включающая синтез прямым сплавлением компонентов, измельчение синтезированных PbTe и GeTe в планетарной шаровой мельнице до нанодисперсных порошков и их консолидацию в объемный материал искровым плазменным спеканием. Омические контакты на образцах ТЭМ для проведения электрофизических измерений сформированы электрохимическим осаждением никеля. Исследованы температурные зависимости термоэлектрических параметров наноструктурированных ТЭМ. Для измерения концентрации и подвижности основных носителей использован метод Ван дер Пау. Установлено, что значения концентраций основных носителей заряда ТЭМ, полученных горячим прессованием и искровым плазменным спеканием, находятся в диапазоне 1019-1020 см-3, что является оптимальным для ТЭМ. Выявлено, что подвижность основных носителей для PbTe значительно выше, чем для GeTe. При этом подвижность основных носителей в наноструктурированном PbTe уменьшилась на 36 % по сравнению с PbTe-HP. Однако это не привело к заметному уменьшению электропроводности, что обусловлено повышением концентрации основных носителей. В результате для наноструктурированных PbTe и GeTe достигнуты максимальные значения параметра ZT соответственно на 14 и 13 % выше, чем для ТЭМ, сформированных горячим прессованием.
Пепеляев Дмитрий Валерьевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Корчагин Егор Павлович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Штерн Максим Юрьевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Рогачев Максим Сергеевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Терехов Дмитрий Юрьевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Бурзин Сергей Борисович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Штерн Юрий Исаакович
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)
Шерченков Алексей Анатольевич
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1)

124498, г. Москва, г. Зеленоград, площадь Шокина, дом 1, МИЭТ, ауд. 7231

+7 (499) 734-62-05
magazine@miee.ru