Вышедшие номера
Влияние пористости на термоэлектрическую эффективность PbTe
Булат Л.П.1, Пшенай-Северин Д.А.2,3, Освенский В.Б.4
1Национальный исследовательский университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
4Гиредмет, Москва, Россия
Email: lbulat@mail.ru
Поступила в редакцию: 3 февраля 2016 г.
Выставление онлайн: 20 июля 2016 г.

-1 Теоретически исследовано влияние рассеяния электронов и фононов на порах нанометрового размера на термоэлектрические свойства теллурида свинца. Оценки показали, что при оптимальном размере пор порядка нескольких нанометров и пористости около 10% возможно увеличение термоэлектрической эффективности на 20-25% при комнатной температуре и на 5-10% при 600 K. Анализ показал, что увеличение термоэлектрической эффективности за счет дополнительного рассеяния в пористом материале связано со снижением теплопроводности решетки и увеличением коэффициента термоэдс за счет изменения энергетической зависимости времени релаксации. Для оценки многократного рассеяния при большой концентрации пор был проведен расчет решеточной теплопроводности методом молекулярной динамики и длин свободного пробега электронов в приближении когерентного потенциала. Показано, что при указанных значениях размеров и концентрации пор учет многократного рассеяния слабо влияет на термоэлектрические свойства. Работа выполнена при частичной поддержке Министерства образования и науки РФ (субсидия 14.584.21.0013 и задание 3/912/2014/K).
  1. J. Androulakis, C.-H. Lin, H.-J. Kong, C. aUher, Ch.-I. Wu, T. Hogan, B.A. Cook, Th. Caillat, K.M. Paraslevopoulos, M.G. Kanatzidis. J. Am. Chem. Soc. 129, 9780 (2007)
  2. M. Ohta, K. Biswas, S.-H. Lo, J. He, D.Y. Chungt, V.P. Dravid, M.G. Kanatzidis. Adv. Energy Mater. 2, 1117 (2012)
  3. K. Biswas, J. He, Q. Zhang, G. Wang, C. Uher, V.P. Dravid, M.G. Kanatzidis. Nature Chem. 3, 160 (2011)
  4. J.F. Hsu, S. Loo, F. Guo, W. Chen, J.S. Dyck, C. Uher, T. Hogan, E.K. Polychroniadis, M.G. Kanatzidis. Science 303, 818 (2004)
  5. L.-D. Zhao, S. Hao, S.-H. Lo, Ch.-I. Wu, X. Zjou, Y. Lee, H. Li, K. Biswas, T.P. Hogan, C. Uher, C. Wolverton, V.P. Dravid, M.G. Kanatzidis. J. Am. Chem. Soc. 135, 7364 (2013)
  6. S.V. Faleev, F. Leonard. Phys. Rev. B 77, 214 304 (2008)
  7. M. Zebarjadi, K. Esfarjani, A. Shakouri, J.-H. Bahk, Zh. Bian, G. Zeng, J. Bowers, H. Lu, J. Zide, A. Gossard. Appl. Phys. Lett. 94, 202 105 (2009)
  8. N. Mingo, D. Hauser, N.P. Kobayashi, M. Plissonnier, A. Shakouri. Nano Lett. 9, 711 (2009)
  9. L.P. Bulat, V.B. Osvenskii, Yu.N. Parkhomenko, D.A. Pshenay-Severin. J. Solid State Chem. 193, 122 (2012)
  10. J. Fang, L. Pilon. J. Appl. Phys. 110, 064 305 (2011)
  11. H. Lee, D. Vashaee, D.Z. Wang, M.S. Dresselhaus, Z.F. Ren, G. Chen. J. Appl. Phys. 107, 094 308 (2010)
  12. L.P. Bulat, V.B. Osvenskii, D.A. Pshenay-Severin. Materials Today: Proceedings (12th Eur. Conf. Thermoelectrics) 2, 532 (2015)
  13. Yu.I. Ravich, B.A. Efimova, V.I. Tamarchenko. Phys. Stat. Solidi B 43, 11 (1971)
  14. Ю.И. Равич, Б.А. Ефимова, И.А. Смирнов. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe и PbS. Наука, М. (1968). 384 с
  15. Д.М. Заячук. ФТП 31, 217 (1997)
  16. В.А. Ефимова, Л.А. Коломоец, Ю.И. Равич, Т.С. Ставицкая. ФТП 4, 1653 (1971)
  17. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Т. III. Квантовая механика (нерелятивистская теория). 4-е изд. Наука, М. (1989). 768 с
  18. W. Kim, A. Majumdar. J. Appl. Physics 99, 084 306 (2006)
  19. D.J. Bergman, O. Levy. J. Appl. Physics 70, 6821 (1991)
  20. B. Qiu, H. Bao, G. Zhang, Y. Wu, X. Ruan. Comp. Mater. Sci. 53, 278 (2011)
  21. R. Kubo, M. Toda, N. Hashitsume. Statistical Physics II, Nonequilibrium Statistical Mechanics. Springer-Verlag, Berlin (1991). 279 p
  22. S.J. Plimpton. Comp. Phys. 117, 1 (1995)
  23. M.P. Allen, D.J. Tildesley. Computer simulation of liquids. Clarendon Press, Oxford (1991). 385 p
  24. A.J.H. McGaughey, M. Kaviany. Int. J. Heat Mass Transfer 47, 1799 (2004)
  25. M. Zebarjadi, K. Esfarani, Zh. Bian, J.-H. Bahk, G. Zeng, J. Bowers, H. Lu, J. Zide, A. Gossard. J. Electron. Mater. 38, 954 (2009)
  26. M. Zebarjadi, K. Esfarani, Zh. Bian, A. Shakouri. Nano Lett. 11, 225 (2011)
  27. E.N. Economou. Green's functions in quantum physics. Springer-Verlag, Berlin--Heidelberg. 3rd ed. (2006). 477 p
  28. P. Sheng. Introduction to wave scattering, localization and mesoscopic phenomena. 2nd ed. Springer-Verlag, Berlin--Heidelberg (2006). 341 p.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.