Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 10 » Статья стр. 1476
<<<>>>
Дефекты межслоевой поверхности и термоэлектрические свойства в слоистых пленках топологических изоляторов n-Bi2Te2.7Se0.15S0.15
DOI: 10.21883/FTT.2021.10.51394.111
Russian Foundation for Basic Research (RFBR) , Competition for the best projects of fundamental scientific research for 2020, code: a, 20-08-00464
Лукьянова Л.Н. 1, Усов О.А. 1, Волков М.П. 1, Макаренко И.В. 1, Русаков В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lidia.lukyanova@mail.ioffe.ru, oleg.usov@mail.ioffe.ru, m.volkov@mail.ioffe.ru, igor.makarenko@mail.ioffe.ru, sevarus@mail.ru
Поступила в редакцию: 13 мая 2021 г.
В окончательной редакции: 13 мая 2021 г.
Принята к печати: 13 мая 2021 г.
Выставление онлайн: 9 июля 2021 г.
PDF версия
В слоистых пленках топологических изоляторов n-Bi2Te2.7Se0.15S0.15, оптимизированных для температур ниже комнатной, исследованы морфология межслоевой поверхности (0001) и термоэлектрические свойства. На профилях поверхности (0001) идентифицированы нейтральные примесные дефекты, возникающие при замещениях атомов Te на атомы Se и S и донорные антиструктурные дефекты теллура на местах висмута, которые влияют на термоэлектрические свойства. Среднее значение термоэлектрической эффективности в пленках n-Bi2Te2.7Se0.15S0.15 возрастает до < Z>~ 3.0·10-3 K-1 в интервале 80-215 K, в то время как в объемном твердом растворе < Z>~ 2.0·10-3 K-1. Рост термоэлектрической эффективности в пленках связан с усилением энергетической зависимости времени релаксации вследствие роста эффективного параметра рассеяния reff. Показано, что в пленках коэффициент Зеебека, эффективная масса плотности состояний m/m0 и параметр материала, пропорциональный фактору мощности, возрастают, а решеточная kappaL и электронная теплопроводность kappae уменьшаются, что определяет повышение термоэлектрической эффективности. Ключевые слова: твердые растворы на основе теллурида висмута, пленки, топологический изолятор, дефекты, термоэлектрические свойства.
  1. D.M. Rowe. Thermoelectric harvesting of low-temperature heat. In: Modules, Systems, and Applications in Thermoelectrics / Ed. D.M. Rowe. CRC Press, Boca Raton, FL (2012) P. 23-1
  2. M.Z. Hasan, C.L. Kane. Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010)
  3. С.И. Веденеев. УФН 187, 4, 411 (2017)
  4. N. Xu, Y. Xu, J. Zhu. npj Quant. Mater. 2, 51 (2017)
  5. G. Jiang, J. Yi, L. Miao, P. Tang, H. Huang, C. Zhao, S. Wen. Sci. Rep. 8, 2355 (2018)
  6. L. Zhang, J. Liu, J. Li, Z. Wang, Y. Wang, Y. Ge, W. Dong, Xu, H. Zhang, W. Zhang. Laser Photon. Rev. 14, 4, 1900409 (2020)
  7. W. Han, Y. Otani, S. Maekawa. npj Quantum Mater. 3, 27 (2018)
  8. R. Sun, S. Yang, X. Yang, E. Vetter, D. Sun, N. Li, L. Su, Yan Li, Yang Li, Z. Gong, Z. Xie, K. Hou, Q. Gul, W. He, X. Zhang, Z. Cheng. Nano Lett. 19, 4420 (2019)
  9. R.V. Gorbachev, A.K. Geim, M.I. Katsnelson, K.S. Novoselov, T. Tudorovskiy, I.V. Grigorieva, A.H. Mac Donald, S.V. Morozov, K. Watanabe, T. Taniguchi, L.A. Ponomarenko. Nature Phys. 8, 896 (2012)
  10. Y. Hou, R. Wang, R. Xiao, L. McClintock, H.C. Travaglini, J.P. Francia, H. Fetsch, O. Erten, S.Y. Savrasov, B. Wang, A. Rossi, I. Vishik, E. Rotenberg, D. Yu. Nature Comms. 10, 5723 (2019)
  11. J. Heremans, R. Cava, N. Samarth. Nature Rev. Mater. 2, 17049 (2017)
  12. Liu T.-H., Zhou J., Li M. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 115, 879 (2018)
  13. D. Baldomir, D. Failde. Sci. Rep. 9, 6324 (2019)
  14. D.Y.H. Ho, I. Yudhistira, B.Y.-K. Hu. Comms. Phys. 1, 9, 41 (2018)
  15. J. Hu, A.F. Rigosi, D.B. Newell, Y.P. Chen. Phys. Rev. B 102, 235304 (2020)
  16. M.M. Fogler, L.V. Butov, K.S. Novoselov. Nature Comms. 5, 4555 (2014)
  17. Y. Chen, Y. Huang, W. Lou, Y. Cai, K. Chang. Phys. Rev. B 102, 165413 (2020)
  18. B. Seradjeh, J.E. Moore, M. Franz. Phys. Rev. Lett. 103, 066402 (2009)
  19. K. Wu, L. Rademaker, J. Zaanen. Phys. Rev. Appl. 2, 054013 (2014)
  20. I.V. Korobeinikov, N.V. Morozova, L.N. Lukyanova, O.A. Usov, V.A. Kulbachinskii, V.V. Shchennikov, S.V. Ovsyannikov. J. Phys. D 51, 025501 (2018)
  21. И.В. Коробейников, Н.В. Морозова, Л.Н. Лукьянова, О.А. Усов, С.В. Овсянников. ФТП 53, 741 (2019)
  22. M.K. Jacobsen, R.S. Kumar, A.L. Cornelius, S.V. Sinogeiken, M.F. Nico. J. Phys.: Conf. Ser. 73, 9, 1154 (2012)
  23. M. Zhang, X. Wang, A. Rahman, Q. Zeng, D. Huang, R. Dai, Z. Wang, Z. Zhang. Appl. Phys. Lett. 112, 041907 (2018)
  24. Л.Н. Лукьянова, А.Ю. Бибик, В.А. Асеев, О.А. Усов, И.В. Макаренко, В.Н. Петров, Н.В. Никоноров. ФТП 51, 6 (2017)
  25. L.N. Lukyanova, I.V. Makarenko, O.A. Usov. J. Phys.: Condens. Matter 32, 465701 (2020)
  26. S. Jia, H. Beidenkopf, I. Drozdov, M.K. Fuccillo, J. Seo, J. Xiong, N.P. Ong, A. Yazdani. Phys. Rev. B 86, 165119 (2012)
  27. H. Beidenkopf, P. Roushan, J. Seo, L. Gorman, I. Drozdov, Y.S. Hor, R.J. Cava, A. Yazdani. Nature Phys. 7, 939 (2011)
  28. T. Zhu, L. Hu, X. Zhao, J. He. Adv. Sci. 3, 7, 1600004 (2016)
  29. A.M. Netsou, D.A. Muzychenko, H. Dausy, T. Chen, F. Song, K. Schouteden, M.J. Van Bael, C. Van Haesendonck. ACS Nano 14, 10, 13172 (2020)
  30. A. Hashibon, C. Elsasser. Phys. Rev. B 84, 144117 (2011)
  31. H. Nam, Y. Xu, I. Miotkowski, J. Tian, Y.P. Chen, C. Liu, C.K. Shih. J. Phys. Chem. Solids 128, 251 (2019)
  32. D. Bessas, I. Sergueev, H.-C. Wille, J. Person, D. Ebling, R.P. Hermann. Phys. Rev. B 86, 224301 (2012)
  33. J.C. Slater. J. Chem. Phys. 41, 3199 (1964)
  34. Z. Ren, A.A.Taskin, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. B. 84, 165311 (2011)
  35. A.A. Taskin, Z. Ren, S. Sasaki, K. Segawa, Y. Ando. Phys. Rev. Lett. 107, 016801 (2011)
  36. Y. Ando. J. Phys. Soc. Jpn. 82, 102001 (2013)
  37. L.N. Lukyanova, Yu.A. Boikov, Danilov, O.A. Usov, M.P. Volkov, V.A. Kutasov. Semicond. Sci. Technol. 30, 015011 (2015)
  38. P. Wei, J. Yang, L. Guo, S. Wang, L. Wu, X. Xu, W. Zhao, Q. Zhang, W. Zhang, M.S. Dresselhaus, J. Yang. Adv. Funct. Mater. 26, 29, 5360 (2016)

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme