Термоэлектрические свойства твердых растворов с катионным и анионным замещением на основе слоистого тетрадимитоподобного соединения GeSnSb4Te8
Гурбанов Г.Р.1, Джафаров Т.А.2, Адыгезалова М.Б.1
1Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, Азербайджан
2Азербайджанский государственный педагогический университет, Баку, Азербайджан
Email: ebikib@mail.ru, ceferovtapd75@gmail.com, mehpareadigozelova@yahoo.com
Поступила в редакцию: 18 января 2021 г.
В окончательной редакции: 21 января 2021 г.
Принята к печати: 21 января 2021 г.
Выставление онлайн: 11 февраля 2021 г.
Термоэлектрические свойства четвертного соединения GeSnSb4Te8 и твердых растворов GeSnSb4-xBixTe8-ySey исследованы в широком интервале температур 300-600 K. Замещение атомов Sb атомами Bi и атомов Te атомами Se в твердых растворах приводит к росту коэффициента термоэдс и уменьшению решеточной составляющей теплопроводности по сравнению с соответствующими характеристиками GeSnSb4Te8. Более низкие значения решеточной теплопроводности в сплавах с x=0.6, y=0.4 по сравнению c GeSnSb4Te8 связаны с искажениями из-за различия атомных масс и размеров атомов Sb и Bi, а также Te и Se. Показано, что с увеличением количества атомов, участвующих в замещениях в обеих подрешетках при образовании твердого раствора, максимум температурной зависимости термоэдс и минимум температурной зависимости теплопроводности сдвигаются в область более высоких температур, что обусловлено увеличением ширины запрещенной зоны. При увеличении содержания Bi и Se в твердых растворах уменьшается решеточная теплопроводность и соответственно увеличивается термоэлектрическая эффективность. Термоэлектрическая эффективность образца GeSnSb4-xBixTe8-ySey (x=0.6, y=0.4) имеет максимальное значение Z=3.34·10-3 K-1 при 300 K. Ключевые слова: GeSnSb4Te8, твердые растворы GeSnSb4-xBixTe8-ySey, коэффициент термоэдс, теплопроводность, электропроводность, термоэлектрическая эффективность.
- M.G. Kanatzidis. Acc. Chem. Res., 38 (4), 361 (2005). https://doi.org/10.1021/ar040176w
- Л.Е. Шелимова, О.Г. Карпинский, В.С. Земсков. Перспективные материалы, N 5, 23 (2000)
- А.В. Шевелькова. Успехи химии, 77 (1), 3 (2008). https://doi.org/10.1070/RC2008v077n01ABEH003746
- M.G. Kanatzidis. Semiconductors and Semimetals, ed. by T.M. Tritt (San Diego-San Francisco--N.Y.--Boston--London--Sydney--Tokyo, Academic Press, 2001) v. 69, p. 51. https://doi.org/10.1016/S0080-8784(01)80149-6
- А.Ф. Иоффе. Полупроводниковые термоэлементы (М., АН СССР, 1960)
- X. Zhang, L.-D. Zhao. J. Materiomics, 1, 92 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jmat.2015.01.001
- J.C. Zheng. Front. Phys. China, 3 (5), 269 (2008)
- S. Twaha, J. Zhu, Y. Yan, B. Li. Renewable Sustainable Energy Rev., 65, 698 (2016). DOI: 10.1016/j.rser.2016.07.034
- A. Sharma, J.H. Lee, K.H. Kim, J.P. Jung. J. Microelectron. Packag. Soc., 24 (1), 9 (2017). https://doi.org/10.6117/kmeps.2017.24.1.009
- S. Patidar. Int. J. Res. Appl. Sci. Eng. Technol., 6 (5), 1992 (2018). DOI: 10.22214/ijraset.2018.5325
- D. Champier. Energy Convers. Manage., 140, 167 (2017). DOI: 10.1016/j.enconman.2017.02.070
- I. Petsagkourakis, K. Tybrandt, X. Crispin, I. Ohkubo, N. Satoh, T. Mori. Sci. Technol. Adv. Mater., 19 (1), 836 (2018). DOI: 10.1080/14686996.2018.1530938
- Е. Kanimba, M. Pearson, J. Sharp, D. Stokes, S. Priya, Z. Tian. Energy, 142, 813 (2018). https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.067
- K. Gaurav, S.K. Pandey. J. Renewable Sustainable Energy, 9 (1), 014701-1-014701-13 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4976125
- H.S. Kim, K. Kikuchi, T. Itoh, T. Iida, M. Taya. Mater. Sci. Eng. B, 185, 45 (2014). https://doi.org/10.1016/j.mseb.2014.02.005
- K. Huang, Y. Yan, B. Li, Y. Li, K. Li, J. Li. Automotive Innovation, 1, 54 (2018). https://doi.org/10.1007/s42154-018-0006-z
- W. Liu, J. Hu, S. Zhang, M. Deng, C.-G. Han, Y. Liu. Materials Today Physics, 1, 50 (2017). https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2017.06.001
- J. Carmo, L. Goncalves, R. Wolffenbuttel, J. Correia. Sensors Actuators A, 161 (1-2), 199 (2010). 10.1016/j.sna.2010.05.010
- B. Ramachandran, K.K. Wu, Y.K. Kuo, M.S. Ramachandra Rao. J. Phys. D: Appl. Phys., 48 (11), 115301 (2015)
- М.Г. Мильвидский, В.Б. Уфимцев. Неорг. матер., 36 (3), 360 (2000)
- Т.П. Сушкова, Г.В. Семенова, Е.В. Стрычина. Вестн. ВГУ, 1, 94 (2004)
- A.A. Волыхов, Л.В. Яшина, В.И. Штанов. Неорг. матер., 72 (6), 662 (2006)
- А.А. Волыхов, Л.В. Яшина, М.Е. Тамм, A.B. Рыженков. Неорг. матер., 45 (9), 1042 (2009)
- A.R. West. Solid State Chemistry and its Applications, 2nd edn (N.Y., Wiley, 2014)
- Л.Д.Иванова, Л.И. Петрова, Ю.В. Гранаткина. Неорг. матер., 52 (3), 289 (2016). https://doi.org/10.7868/S0002337X16030040
- C.A. Асадов, A.H. Мамедов, C.A. Кулиева. Неорг. матер.. 52 (9), 942 (2016). DOI: https://doi.org/10.7868/S0002337X16090013
- Л.И. Анатыкуч. Термоэлементы и термоэлектрические устройства (Киев, Наук. думка, 1940)
- L.A. Kuznetsov, D.A. Rowe. J. Appl. Phys., 34 (5), 700 (2001)
- M. Caputo, M. Panighel, S. Lisi, L. Khalil, G. Di Santo, E. Papalazarou, A. Hruban, M. Konczykowsky, L. Krusin-Elbaum, Z.S. Aliev. Nano Lett., 16, 3409 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b02635
- M. Papagno, S.V. Еremeev, J. Fujii, Z.S. Aliev, M.B. Babanly, S.K. Mahatha, I. Vobornik, N.T. Mamedov, D. Pacile, E.V. Chulkov. ACS Nano, 10, 3518 (2016). https://doi.org/10.1021/acsnano.5b07750
- C. Lamuta, D. Campi, A. Cupolillo, Z. Aliev, M. Babanly, E. Chulkov, A. Politano, L. Pagnotta. Scripta Mater., 121, 50 (2016). DOI: 10.1016/j.scriptamat.2016.04.036
- L. Viti, D. Coquillat, A. Politano, K.A. Kokh et. al. Nano Lett., 16 (7), 80 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b02901
- О.Г. Карпинский, Л.Е. Шелимова, М.А. Кретова, Е.С. Авилов, В.С. Земсков. Неорг. матер., 39 (3), 305 (2003)
- Г.Р. Гурбанов, М.Б. Адыгезалова, А.Н. Мамедов, С.А. Гулиева. Moscow University Chem. Bull., 74 (3), 134 (2019). DOI: 10.3103/S0027131419030064
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.