ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСТРУЗИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ Bi0,5Sb1,5Te3 p–ТИПА ПРОВОДИМОСТИ


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-1-22-27

Полный текст:


Аннотация

На основе изучения закономерностей формирования дефектной структуры и текстуры термоэлектрических материалов при разных температурах экструзии рассмотрено влияние конкуренции между процессами деформации, возврата и рекристаллизации на структуру и свойства экструдированных материалов. Исследования проведены с применением методов рентгеновской дифрактометрии (анализ структуры по уширению пиков) и Хармана (измерение термоэлектрических свойств). Измерения плотности образцов выполнены методом гидростатического взвешивания. На исследованных образцах термоэлектрического материала выявлены немонотонные зависимости изменения текстуры, электрофизических свойств (электро−, теплопроводность, коэффициент термо−ЭДС, термоэлектрическая эффективность) и плотности экструдированного материала от температуры экструзии. Установлена оптимальная температура экструзии для термоэлектрических материалов, при которой наблюдается наибольшее значение термоэлектрической эффективности. Показано, что наилучшими свойствами обладает материал после экструзии при температуре 400 °С. При этом наблюдается оптимальное сочетание коэффициента термо−ЭДС, электро− и теплопроводности, возникающее за счет конкуренции динамической рекристаллизации, при которой образуются активные дефекты за счет движения высокоугловых границ зерен. Кроме того, за счет отжига точечных дефектов повышается подвижность носителей заряда, и снижается плотность за счет образования пор.


Об авторах

И. В. Тарасова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» .
Россия

Тарасова Ирина Васильевна —аспирант.

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049.



В. Т. Бублик
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» .
Россия

Бублик Владимир Тимофеевич — доктор физ.−мат. наук, профессор. 

Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049.



Список литературы

1. Дмитриев, А. В. Современные тенденции развития физики термоэлектрических материалов / А. В. Дмитриев, И. П. Звягин // Успехи физических наук. − 2010. − Т. 180, № 8. − С. 821—838.

2. Lin, J. C. Development of low−cost microthermoelectric coolers utilizing mems technology / J. C. Lin, Y. Huang, K. D. She, M. C. Li, J. H. Chen, S. Kuo // Sensors and Actuators A: Physical. − 2008. − V. 148. − P. 176—185.

3. Rahmoun, M. New thermoelectric sensor adapted to realize an infrared radiations detector / M. Rahmoun, K. Hachami, A. Touil, B. Bellach, M. Bailich, A. Merdani // Active and passive electronic components. − 2011. DOI: 10.1155/2011/708361

4. Peranio, N. Room−temperature MBE deposition, thermoelectric properties, and advanced structural characterization of binary Bi2Te3 and Sb2Te3 thin films / N. Peranio, M. Winkler, D. Bessas, Z. Aabdin, J. Koenig, H. Boettner, R. P. Hermann, O. Eibl // J. Alloys and Compdouds. − 2012. − V. 521. − P. 163—173. DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.01.108

5. Crabtree, G. W. Solar energy conversion / G. W. Crabtree, N. S. Lewis // Physics Today. − 2007. − N 60. − P. 37—42. DOI: 10.1063/12718755

6. Poudel, B. Ren High−thermoelectric performance of nanostructured bismuth antimony telluride bulk alloys / B. Poudel, Q. Hao, Y. Ma, Yu. Lan, A. Minnich, B. Yu, X. Yan, D. Wang, A. Muto, D. Vashaee, X. Chen, J. Liu, M. S. Dresselhaus, G. Chen, Zh. Ren // Sciencexpress. − 2008. − V. 1. − P. 1—3. DOI: 10.1126/science.1156446

7. Булат, Л. П. Объемные наноструктурные термоэлектрики на основе теллурида висмута / Л. П. Булат, В. Т. Бублик, И. А. Драбкин, В. В. Каратаев, В. Б. Освенский, Г. И. Пивоваров, Д. А. Пшенай−Северин, Е. В. Татьянин, Н. Ю. Табачкова // Термоэлектричество. − 2009. − № 1. − С. 70—75.

8. Булат, Л. П. Влияние распределения зерен по размерам на решеточную теплопроводность наноструктурированных материалов на основе Bi2Te3—Sb2Te3 / Л. П. Булат, В. Б. Освенский, Д. А. Пшенай−Северин // Физика твердого тела. − 2013. − Т. 55, № 2. − С. 2323—2330.

9. Сабо, Е. П. Технология халькогенидных термоэлементов. Физические основы / Е. П. Сабо // Термоэлектричество. − 2006. − № 1. − С. 45—66.

10. Ivanova, L. D. Extruded materials for thermoelectric coolers / L. D. Ivanova, L. I. Petrova, Yu. V. Granatkina, V. S. Zemskov, O. B. Sokolov, S. Ya. Skipidarov, N. I. Duvankov // Inorganic Mater. – 2008. – V. 44, N 7. – P. 687—691. DOI: 10.1134/S0020168508070030

11. Kim, S. S. Crystallographic anisotropy control of n−type Bi–Te–Se thermoelectric materials via bulk mechanical alloying and shear extrusion / S. S. Kim, T. Aizawa // Mater. Transactions. − 2004. − V. 45, N 3 − P. 918—924. DOI: 10.2320/matertrans.45.918.

12. Gorelik, S. S. Recrystallization in metals and alloys / S. S. Gorelik. − M. : MIR Pulishers, 1981. − P. 325—369.

13. Гольцман, Б. М. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе Bi2Te3 / Б. М. Гольцман, В. А. Кудинов, И. А. Смирнов. − М. : Наука, 1972.

14. Eibl, O. Thermoelectric Bi2Te3 nanomaterials / O. Eibl, K. Nielsch, N. Peranio, F. Völklein. − N. Y. : Wiley, 2015. − P. 167—184 (314 p.).

15. Shvangiradze, P. P. Effects of electrically active point defects on the structure and electrical properties of Bi—Te—Se and Sb—Bi—Te solid solutions / P. P. Shvangiradze, E. P. Sabo // Inorganic Mater. − 2000. − V. 36. − P. 1104—1107. DOI: 10.1007/BF02758925


Дополнительные файлы

Для цитирования: Тарасова И.В., Бублик В.Т. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСТРУЗИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ Bi0,5Sb1,5Te3 p–ТИПА ПРОВОДИМОСТИ. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2016;19(1):22-27. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-1-22-27

For citation: Tarasova I.V., Bublik V.T. INFLUENCE OF EXTRUSION TEMPERATURE ON THE FORMATION OF P–TYPE CONDUCTIVITY BI0.5SB1.5TE3 STRUCTURE. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2016;19(1):22-27. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2016-1-22-27

Просмотров: 118

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)