Вышедшие номера
Увеличение термоэлектрической добротности твердых растворов на основе SrTiO3 с помощью механоактивации
Russian Foundation for Basic Research, 20-52- 04008 Бел_мол_а
Орлов Ю.С. 1,2, Верещагин С.Н.3, Соловьев Л.А.3, Борус А.А.2, Никитин А.В.4, Бушинский М.В.4, Жарков С.М.1,2, Зеер Г.М.1, Бондарев В.С.1,2, Устюжанин Ю.Н.2, Волочаев М.Н.2, Дудников В.А.2
1Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
2Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
3Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
4Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению, Минск, Беларусь
Email: jso.krasn@mail.ru
Поступила в редакцию: 2 ноября 2023 г.
В окончательной редакции: 30 ноября 2023 г.
Принята к печати: 25 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 13 марта 2024 г.

Исследовано влияние высокоэнергетической механоактивации на термоэлектрические свойства поликристаллических образцов Dy0.075Sr0.925Ti1-xPxO3 (x=0, 0.01, 0.025). Полученные твердые растворы имеют отрицательный коэффициент Зеебека, почти линейно увеличивающийся по абсолютному значению с повышением температуры. Для всех образцов наблюдается смена типа электропроводности с полупроводникового на металлический. Сравнительный анализ полученных результатов в температурном диапазоне 300-800 K показал существенное уменьшение удельного электросопротивления при незначительном изменении коэффициента Зеебека, увеличивая термоэлектрический фактор мощности до 12.2 μW/(cm·K^2) при x=0. Несмотря на увеличение теплопроводности, измеренной при температуре 300-673 K, термо-электрическая добротность ZT механоактивированных образцов при T=670 K, выше, чем у не подвергавшихся механоактивации. Полученное для x=0 значение добротности ZT=0.31, является одним из самых высоких, о которых сообщалось в литературе для термоэлектриков на основе SrTiO3 при данной температуре. Замещение титана на фосфор не улучшает термоэлектрические характеристики. Тенденция уменьшения электросопротивления и увеличения теплопроводности в результате механоактивации наблюдается для всех исследованных образцов. Ключевые слова: термоэлектричесво, электронная микроскопия, механоактивация, твердые растворы.
  1. X. Li, H. Zhao, D. Luo, K. Huang. Mater. Lett. 65, 2624 (2011)
  2. Q. Ma, F. Tietz, D. Stover. Solid State Ionics 192, 535 (2011)
  3. C. Savaniu, J. Irvine. Solid State Ionics 192, 491 (2011)
  4. D. Fagg, V. Kharton, A. Kovalevsky, A. Viskup, E. Naumovich, J. Frade. J. Eur. Ceram. Society 21, 1831 (2001)
  5. O.A. Marina, N.L. Canfield, J.W. Stevenson. Solid State Ionics 149, 21 (2002)
  6. S. Singh, P. Singh, M. Viviani, S. Presto. Int. J. Hydrogen Energy 43, 19242 (2018)
  7. H. Muta, K. Kurosaki, S. Yamanaka. J. Alloys Comp. 350, 292 (2003)
  8. K. Koumoto, Y. Wang, R. Zhang, A. Kosuga, R. Funahashi. Ann. Rev. Mater. Res. 40, 363 (2010)
  9. A.V. Kovalevsky, A.A. Yaremchenko, S. Populoh, A. Weidenkaff, J.R. Frade. J. Appl. Phys. 113, 053704 (2013)
  10. D. Srivastava, C. Norman, F. Azough, M.C. Schrhfer, E. Guilmeau, R. Freer. J. Alloys Comp. 731, 723 (2018)
  11. C.-S. Park, M.-H. Hong, H.H. Cho, H.-H. Park. J. Eur. Ceram. Soc. 38, 125 (2018)
  12. T. Okuda, K. Nakanishi, S. Miyasaka, Y. Tokura. Phys. Rev. B 63, 113104 (2001)
  13. J. Liu, C. Wang, W. Su, H. Wang, J. Li, J. Zhang, L. Mei. J. Alloys Comp. 492, L54 (2010)
  14. H. Wang, C. Wang, W. Su, J. Liu, Y. Zhao, H. Peng, J. Zhang, M. Zhao, J. Li, N. Yin, L. Mei. Mater. Res. Bull. 45, 809 (2010)
  15. X. Li, H. Zhao, D. Luo, K. Huang. Mater. Lett. 65, 2624 (2011)
  16. Z. Lu, H. Zhang, W. Lei, D.C. Sinclair, I.M. Reaney. Chem. Mater. 28, 925 (2016)
  17. C. Chen, T. Zhang, R. Donelson, T.T. Tan, S. Li. J. Alloys Comp. 629, 49 (2015)
  18. J. Han, Q. Sun, Y. Song. J. Alloys Comp. 705, 22 (2017)
  19. M. Qin, Z. Lou, P. Zhang, Z. Shi, J. Xu, Y. Chen, F. Gao. ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 53899 (2020)
  20. D. Srivastava, C. Norman, F. Azough, M.C. Schafer, E. Guilmeau, R. Freer. J.Alloys Comp. 731, 723 (2018)
  21. M. Qin, F. Gao, G. Dong, J. Xu, M. Fu, Y. Wang, M. Reece, H. Yan. J. Alloys Comp. 762, 80 (2018)
  22. F. Azough, A. Gholinia, D.T. Alvarez-ruiz, E. Duran, D.M. Kepaptsoglou, A. Eggeman, Q.M. Ramasse, R. Freer. ACS Appl. Mater. Interfaces 11, 32833 (2019)
  23. J. Wang, B.-Y. Zhang, H.-J. Kang, Y. Li, X. Yaer, J.-F. Li, Q. Tan, S. Zhang, G.-H. Fan, C.-Y. Liu, L. Miao, D. Nan, T.-M. Wang, L.-D. Zhao. Nano Energy 35, 387 (2017)
  24. J. Liu, C.L. Wang, Y. Li, W.B. Su, Y.H. Zhu, J.C. Li, L.M. Mei. J. Appl. Phys. 114, 223714 (2013)
  25. Yu. Orlov, S. Vereshchagin, S. Novikov, A. Burkov, A. Borus, M. Sitnikov, L. Solovyov, M. Volochaev, V. Dudnikov. Ceram. Int. 47, 28992 (2021)
  26. K. Koumoto, Y. Wang, R. Zhang, A. Kosuga, R. Funahashi. Annu. Rev. Mater. Res. 40, 363 (2010)
  27. K. H. Lee, S. W. Kim, H. Ohta, K. Koumoto. J. Appl. Phys. 100, 063717 (2006)
  28. Y. Zhu, W. Zhou, J. Sunarso, Y. Zhong, Z. Shao. Adv. Func. Mater. 26, 5862 (2016)
  29. A. Burkov, A. Fedotov, A. Kasyanov, R. Panteleev, T. Nakama. Sci. Tech. J. Inform. Technol. Mech. Opt. 15, 173 (2015)
  30. R.D. Shannon. Acta Crystallographica A 32, 751 (1976)
  31. Yu.S. Orlov, S. Vereshchagin, L. Solovyov, A. Borus, M. Volochaev, A. Nikitin, M. Bushinsky, R. Lanovsky, G. Rymski, V. Dudnikov. J. Taiwan Institute Chem. Eng. 138, 104449 (2022)
  32. H. Ohta. Mater. Today 10, 44 (2007)
  33. S. Ohta, T. Nomura, H. Ohta, M. Hirano, H. Hosono, K. Koumoto. Appl. Phys. Lett. 87, 092108 (2005)
  34. H. Wang, C. Wang, W. Su, J. Liu, H. Peng, Y. Sun, J. Zhang, M. Zhao, J. Li, N. Yin, L. Mei. Ceram. Int. 37, 2609 (2011)
  35. A.M. Dehkordi, S. Bhattacharya, J. He, H.N. Alshareef, T.M. Tritt. Appl. Phys. Lett. 104, 193902 (2014)
  36. A.V. Kovalevsky, A.A. Yaremchenko, S. Populoh, P. Thiel, D.P. Fagg, A. Weidenkaff, J.R. Frade. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 26946 (2014)
  37. M. T. Buscaglia, F. Maglia, U. Anselmi-Tamburini, D. Marre, I. Pallecchi, A. Ianculescu, G. Canu, M. Viviani, M. Fabrizio, V. Buscaglia. J. Eur. Ceram. Society 34, 307 (2014)
  38. Y. Wang, H.J. Fan. Scripta Materialia 65, 190 (2011)
  39. P. Roy, V. Pal, T. Maiti. Ceram. Int. 43, 12809 (2017)