Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 11 » Статья стр. 1864
<<<>>>
Исследование поверхности в нанокомпозитных термоэлектриках на основе халькогенидов висмута и сурьмы методами сканирующей туннельной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии
Лукьянова Л.Н. 1, Макаренко И.В. 1, Самунин А.Ю. 1, Шабалдин А.А. 1, Усов О.А. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lidia.lukyanova@mail.ioffe.ru, igor.makarenko@mail.ioffe.ru, berrior@rambler.ru, oleg.usov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 31 июля 2024 г.
В окончательной редакции: 9 августа 2024 г.
Принята к печати: 16 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 17 декабря 2024 г.
PDF версия
В нанокомпозитных твердых растворах Bi0.45Sb1.55Te2.985 с микровключениями SiO2 и в наноструктурированных поликристаллических образцах Bi0.45Sb1.55Te2.985, полученных горячим прессованием, исследована морфология поверхности полуконтактным методом атомно-силовой микроскопии. Оптимизация количества и размеров зерен и нанофрагментов коррелирует с термоэлектрическими свойствами, при этом в нанокомпозите с меньшими размерами зерен и нанофрагментов термоэлектрическая эффективность возрастает по сравнению с поликристаллом. Методом сканирующей туннельной спектроскопии исследованы поверхностные состояния фермионов Дирака. Определены энергия точки Дирака, положение краев валентной зоны и зоны проводимости, энергия уровней дефектов, ширина запрещенной зоны и поверхностная концентрация фермионов для различных фрагментов поверхности в нанокомпозитах и наноструктурированных поликристаллах. Установлена корреляция между поверхностной концентрацией фермионов и термоэлектрическими свойствами. Ключевые слова: теллурид висмута, твердые растворы, нанокомпозиты, морфология поверхности, сканирующая туннельная спектроскопия, уровни дефектов.
  1. M.J. Gilbert. Commun. Phys. 4, 1, 70 (2021)
  2. J.P. Heremans, R.J. Cava, N. Samarth. Nat. Rev. Mater., 2, 10, 17049 (2017)
  3. B. Poudel, Q. Hao, Y. Ma, Y. Lan, A. Minnich, B. Yu, X. Yan, D. Wang, A. Muto, D. Vashaee, Science 320, 2, 634 (2008)
  4. A.J. Minnich, M.S. Dresselhaus, Z.F. Ren, G. Chen. Energy Environ. Sci. 2, 5, 466 (2009)
  5. J. Li, Q. Tan, J.-F. Li, D.-W. Liu, F. Li, Z.-Y. Li, M. Zou, K. Wang. Adv. Funct. Mater. 23, 35, 4317 (2013)
  6. W. Liu, Z. Ren, G. Chen. Thermoelectric Nanomaterials. Springer, Heidelberg (2013). P. 255
  7. T.H. Nguyen, J. Enju, T. Ono. J. Electrochem. Soc. 166, 12, D508 (2019)
  8. J. Zheng, Y. Kodera, X. Xu, S. Shin, K.M. Chung, T. Imai, R.V. Ihnfeldt, J.E. Garay, R.J. Chen. J. Appl. Phys. 130, 23, 235106 (2021)
  9. B. Xu, M.T. Agne, T. Feng, T.C. Chasapis, X. Ruan, Y. Zhou, H. Zheng, J.-H. Bahk, M.G. Kanatzidis, G.J. Snyder, Y. Wu. Adv. Mater. 29, 10, 1605140 (2017)
  10. E. Lee, J. Ko, J. Y. Kim, W.S. Seo, S.M. Choi, K.H. Lee, W. Shim, W. Lee. J. Mater. Chem. C 4, 6, 1313 (2016)
  11. S.Y. Matsushita, K. Ichimura, K.K. Huynh, K. Tanigaki. Phys. Rev. Mater. 5, 1, 014205 (2021)
  12. J.R. Szczech, J.M. Higgins, S. Jin. J. Mater. Chem. 21, 12, 4037 (2011)
  13. А.А. Шабалдин, П.П. Константинов, Д.А. Курдюков, Л.Н. Лукьянова, А.Ю. Самунин, Е.Ю. Стовпяга, А.Т. Бурков. ФТП 53, 6, 751 (2019). [A.A. Shabaldin, P.P. Konstantinov, D.A. Kurdyukov, L.N. Lukyanova, A.Yu. Samunin, E.Yu. Stovpiaga, A.T. Burkov. Semiconductors, 53, 6, 742 (2019)]
  14. Z. Alpichshev, J.G. Analytis, J.-H. Chu, I.R. Fisher, Y.L. Chen, Z.X. Shen, A. Fang, A. Kapitulnik. Phys. Rev. Lett. 104, 1, 016401 (2010)
  15. X. He, H. Li, L. Chen, K. Wu. Sci. Rep. 5, 1, 8830 (2015)
  16. T. Hanaguri, K. Igarashi, M. Kawamura, H. Takagi, T. Sasagawa. Phys. Rev. B 82, 8, 081305(R) (2010)
  17. H. Nam, Y. Xu, I. Miotkowski, J. Tian, Y.P. Chen, C. Liu, C.K. Shih. J. Phys. Chem. Solids 128, 251 (2019)
  18. K. Nomura, A.H. MacDonald. Phys. Rev. Lett. 98, 7, 076602 (2007)
  19. K. Nomura, M. Koshino, S. Ryu. Phys. Rev. Lett. 99, 14, 146806 (2007)
  20. L.N. Lukyanova, Y.A. Boikov, O.A. Usov, V.A. Danilov, I.V. Makarenko, V.N. Petrov. Magnetochemistry 9, 6, 141 (2023)
  21. Л.Н. Лукьянова, А.Ю. Бибик, В.А. Асеев, О.А. Усов, И.В. Макаренко, В.Н. Петров, Н.В. Никоноров, В.А. Кутасов. ФТТ 58, 7, 1390 (2016). [L.N. Lukyanova, A.Yu. Bibik, V.A. Aseev, O.A. Usov, I.V. Makarenko, V.N. Petrov, N.V. Nikonorov, V.A. Kutasov. Phys. Solid State, 58, 7, 1440 (2016)]
  22. M. Chen, J. Peng, H. Zhang, L. Wang, K. He, X. Ma, Q. Xue. Appl. Phys. Lett. 101, 8, 081603 (2012)
  23. C. Wagner, R. Franke, T. Fritz. Phys. Rev. B 75, 23, 235432 (2007)
  24. J.A. Stroscio, R.M. Feenstra. A.P. Fein. Phys. Rev. Lett. 57, 20, 2579 (1986)
  25. J. Zhang, C.-Z. Chang, Z. Zhang, J. Wen, X. Feng, K. Li, M. Liu, K. He, L. Wang, X. Chen, Q.-K. Xue, X. Ma, Y. Wang. Nat. Commun. 2, 1, 574 (2011)
  26. L.N. Lukyanova, I.V. Makarenko, O.A. Usov, P.A. Dementev. Semicond. Sci. Technol. 33, 5, 055001 (2018)
  27. Л.Н. Лукьянова, А.А. Шабалдин, А.Ю. Самунин, О.А. Усов. ФТП 55, 12, 1124 (2021). [L.N. Lukyanova, A.A. Shabaldin, A.Yu. Samunin, O.A. Usov. Semiconductors 56, 1, 10 (2022)]
  28. Л.Н. Лукьянова, Ю.А. Бойков, О.А. Усов, В.А. Данилов. ФТП, 51, 6, 726 (2017). [L.N. Lukyanova, Yu.A. Boikov, O.A. Usov, V.A. Danilov. Semiconductors 51, 6, 692 (2017)]

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme