Эффективная масса, подвижность носителей заряда и решеточная теплопроводность в нанокомпозитных термоэлектриках на основе халькогенидов висмута и сурьмы
Russian Foundation for Basic Research, Competition for the best projects of fundamental scientific research for 2020, Project No. 20-08-00464
Лукьянова Л.Н.
1, Шабалдин А.А.
1, Самунин А.Ю.
1, Усов О.А.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lidia.lukyanova@mail.ioffe.ru, oleg.usov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 12 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 28 августа 2021 г.
Принята к печати: 28 августа 2021 г.
Выставление онлайн: 14 сентября 2021 г.
В термоэлектриках p-типа на основе халькогенидов висмута и сурьмы с избытком висмута эффективная масса плотности состояний m/m0 возрастает в нанокомпозитном и наноструктурированном твердых растворах по сравнению с базовым материалом, полученным методом направленной кристаллизации. Показано, что увеличение m/m0 связано с ростом эффективного параметра рассеяния reff и усилением зависимости времени релаксации от энергии, что характерно для топологических изоляторов. Параметр материала β, пропорциональный термоэлектрической эффективности ZT, при температурах ниже комнатной возрастает сильнее в наноструктурированном составе, чем в нанокомпозите с нановключениями SiO2 вследствие роста m/m0 и уменьшения решеточной теплопроводности kappaL. При дальнейшем повышении температуры наибольший рост параметра β в базовом материале связан с более высокой подвижностью. Ключевые слова: халькогениды висмута и сурьмы, наноструктурированные твердые растворы, нанокомпозит, эффективная масса.
- T.-H. Liu, J. Zhou, M. Li, Z. Ding, Q. Song, B. Liao, L. Fu, G. Chen. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 115, 879-885 (2018)
- N. Xu, Y. Xu, J. Zhu. npj Quant. Mater., 2, 51 (2017)
- J.P. Heremans, V. Jovovic, E.S. Toberer, A. Saramat, K. Kurosaki, A. Charoenphakdee, S. Yamanaka, G.J. Snyder. Science, 321, 554 (2008)
- W. Xie, J. He, H.J. Kang, X. Tang, S. Zhu, M. Laver, S. Wang, J.R.D. Copley, C.M. Brown, Q. Zhang, T.M. Tritt. Nano Lett., 10, 3283 (2010)
- B. Madavali, H.S. Kim, K.H. Lee, S.J. Hong. J. Appl. Phys., 121, 225104 (2017)
- L.Q. Tan, J.F. Li, D.W. Liu, F. Li, Z.Y. Li, M. Zou, K. Wang. Adv. Funct. Mater., 23, 4317 (2013)
- Y.C. Dou, X.Y. Qin, D. Li, L.L. Li, T.H. Zou, Q.Q. Wang. J. Appl. Phys., 114, 044906 (2013)
- S. Seo, K. Lee, Y. Jeong, M.-W. Oh, B. Yoo. J. Phys. Chem. C, 119, 18038 (2015)
- T. Zou, X. Qin, Y. Zhang, X. Li, Z. Zeng, D. Li, J. Zhang, H. Xin, W. Xie, A. Weidenkaff. Sci. Rep., 5, 17803 (2015)
- S. Foster, N. Neophytou. Comp. Mater. Sci., 164, 91 (2019)
- 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)
- L.N. Lukyanova, Yu.A. Boikov, Danilov, O.A. Usov, M.P. Volkov, V.A. Kutasov. Semicond. Sci. Technol., 30, 015011 (2015)
- G. Jiang, J. Yi, L. Miao, P. Tang, H. Huang, C. Zhao, S. Wen. Sci. Rep., 8, 2355 (2018)
- R.V. Gorbachev, A.K. Geim, M.I. Katsnelson, K.S. Novoselov, T. Tudorovskiy, I.V. Grigorieva, A.H. MacDonald, S.V. Morozov, K. Watanabe, T. Taniguchi, L.A. Ponomarenko. Nature Physics, 8, 896 (2012)
- D. Baldomir, D. Failde. Sci. Rep., 9, 6324 (2019)
- M.K. Jacobsen, R.S. Kumar, A.L. Cornelius, S.V. Sinogeiken, M.F. Nico. J. Phys.: Conf. Ser., 73 (9), 1154 (2012)
- A.J. Minnich, M.S. Dresselhaus, Z.F. Ren, G. Chen. Energy Environ. Sci., 2, 466 (2009)
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.
