Вышедшие номера
Исследование наноструктурированных термоэлектрических материалов на основе SiGe
Российский научный фонд, 24-19-00158
Штерн Ю.И. 1, Рогачев М.С. 1, Штерн М.Ю. 1, Шерченков А.А. 1, Табачкова Н.Ю. 2, Панченко В.П. 1, Воронов М.В. 1, Мустафоев Б.Р.1
1Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
2Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия
Email: hptt@miee.ru, m.s.rogachev88@gmail.com, m.y.shtern@gmail.com, aa_sherchenkov@rambler.ru, ntabachkova@misis.ru, vppanchenko@mail.ru, vormike@gmail.com, mustafoyev1996@bk.ru
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 17 сентября 2025 г.
Принята к печати: 12 января 2026 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.

С помощью механохимического синтеза и индукционной плавкой синтезированы термоэлектрические материалы на основе SiGe n- и p-типа проводимости. Из порошков синтезированных материалов изготовлены объемные образцы горячим прессованием и наноструктурированные образцы методом искрового плазменного спекания. Исследованы механические, тепло- и электрофизические свойства, определена термоэлектрическая добротность материалов. Проведено сравнение свойств материалов, полученных горячим прессованием и искровым плазменным спеканием. Установлено, что у наноструктурированных материалов теплопроводность снижается до 25 % за счет фононного теплопереноса. Это позволило увеличить максимальное значение термоэлектрической добротности в интервале температур 1070-1170 K для наноструктурированных материалов на основе SiGe обоих типов проводимости - для n-типа до 1.24±0.13 и p-типа до 1.22±0.12. Ключевые слова: термоэлектричество, SiGe, наноструктурирование, физические параметры, термоэлектрическая добротность.
  1. X.-L. Shi, J. Zou, Z.-G. Chen. Chem. Rev. 120, 15, 7399 (2020)
  2. M.Yu. Shtern, M.S. Rogachev, A.A. Sherchenkov, Yu.I. Shtern. Materials Today: Proceedings 20, 295 (2020)
  3. J. He, K. Li, L. Jia, Y. Zhu, H. Zhang, J. Linghu. Applied Thermal Engineering 236, 121813 (2024)
  4. Z. Wu, S. Zhang, Z. Liu, E. Mu, Z. Hu. Nano Energy 91, 106692 (2022)
  5. P. Sauerschnig, P. Jood, M. Ohta. Adv Materials Technologies 8, 5, 2201295 (2023)
  6. Z. Dashevsky, A. Jarashneli, Y. Unigovski, B. Dzunzda, F. Gao, R. Shneck. Energies 15, 11, 3960 (2022)
  7. А.А. Иванов, Е.П. Каплар, Ю.П. Прилепо, В.В. Муравьев, В.С. Устинов. Российские нанотехнологии 16, 3, 296 (2021)
  8. Y. Shtern, A. Sherchenkov, M. Shtern, M. Rogachev, D. Pepelyaev. Materials Today Communications 37, 107083 (2023)
  9. А.П. Новицкий, В.В. Ховайло, Т. Мори. Российские нанотехнологии 16, 3, 324 (2021)
  10. D. Palaporn, S. Tanusilp, Y. Sun, S. Pinitsoontorn, K. Kurosaki. Mater. Adv. 5, 13, 5351 (2024)
  11. A.A. Sherchenkov, Yu.I. Shtern, M.Yu. Shtern, M.S. Rogachev. Nanotechnol Russia 11, 7-8, 387 (2016)
  12. Z. Dashevsky, I. Horichok, M. Maksymuk, A.R. Muchtar, B. Srinivasan, T. Mori. J. Am Ceram Soc. 105, 6, 4500 (2022)
  13. А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Физматлит, 2009. 416 с
  14. M.Yu. Shtern. In 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). IEEE: Saint Petersburg and Moscow, Russia. (2019)
  15. T. Hayashi, M. Sekine, J. Suzuki, Y. Horio, H. Takizawa. Mater. Trans. 48, 10, 2724 (2007)
  16. М.Ю. Штерн, А.А. Шерченков, Ю.И. Штерн, М.С. Рогачев, А.В. Бабич. Российские нанотехнологии 16, 3, 399 (2021)
  17. N. Tabachkova, M. Shtern, A. Sherchenkov, Y. Shtern, M. Rogachev, V. Panchenko, A. Babich, M. Voronov, M. Tapero, E. Korchagin. Solid State Sciences 154, 107609 (2024)
  18. Y. Li, J. Han, Q. Xiang, C. Zhang, J. Li. J. Mater Sci: Mater Electron 30, 10, 9163 (2019)
  19. S. Wongprakarn, S. Pinitsoontorn, S. Tanusilp, K. Kurosaki. Materials Science in Semiconductor Processing 88, 239 (2018)
  20. J. Li, J. Han, T. Jiang, L. Luo, Y. Xiang. Journal of Elec Materi 47, 8, 4579 (2018)
  21. М.С. Рогачев, М.Ю. Штерн, Ю.И. Штерн. Российские нанотехнологии 16, 3, 339 (2021)
  22. T. Zhu, Y. Liu, C. Fu, J.P. Heremans, J.G. Snyder, X. Zhao. Advanced Materials 29, 14, 1605884 (2017)
  23. H.-S. Kim, Z.M. Gibbs, Y. Tang, H. Wang, G.J. Snyder. APL Materials 3, 4, 041506 (2015)
  24. S. Ahmad, R. Basu, P. Sarkar, A. Singh, A. Bohra, S. Bhattacharya, R. Bhatt, K.N. Meshram, S. Samanta, P. Bhatt, M. Navaneethan, Y. Hayakawa, A.K. Debnath, S.K. Gupta, D.K. Aswal, K.P. Muthe, S.C. Gadkari. Materialia 4, 147 (2018)
  25. S. Ahmad, A. Singh. Physica B: Condensed Matter 674, 415534 (2024)
  26. Y. Li, J. Li, J. Du, J. Han, Q. Xiang, C. Zhang. Journal of Nuclear Materials 528, 151856 (2020)
  27. K. Meng, L.-M. Zhao, N.-Y. Zhang, Z.-F. Zhang, W.-X. Shen, Y.-W. Zhang, B. Wan, C. Fang, L.-C. Chen, Q.-Q. Wang, J.-L. He, X.-P. Jia. Rare Met. 41, 12, 4156 (2022)
  28. A. Nozariasbmarz, P. Roy, Z. Zamanipour, J.H. Dycus, M.J. Cabral, J.M. LeBeau, J.S. Krasinski, D. Vashaee. APL Materials 4, 10, 104814 (2016)